ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO 22TCN27205, HUỲNH CHƯƠNG

Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
I ) XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM:
1.1.ChiỊu cao dÇm h
Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ
võng, thông thường với dầm bê tông cốt thép khi chiều cao đã thõa mãn
điều kiện cường độ thì cũng đã đạt yêu cầu về độ võng .
Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của nhòp,
chọn theo công thức kinh nghiệm:
Lh ×






÷=
20
1
8
1
h =(0.7 ÷ 1.75)m
Chiều cao nhỏ nhất theo quy đònh của quy trình:
h
min
= 0.07
×
8 = 0.56 (m) trên cơ sở đó sơ bộ chọn chiều cao dầm: h =
800(mm)
1.2.BỊ réng s ên dÇm b
w

Tại mặt cắt trên gối dầm, chiều rộng của sườn dầm được đònh ra theo
tính toán và ứng sức kéo chủ. Tuy nhiên ở đây ta chọn chiều rộng sườn
không đổi trên suốt chiều dài dầmchiều rộng b
w
này được chọn chủ yếu theo
yêu cầu thi công sao cho dễ đổ bêtông với chất lượng tốt.
Theo yêu cầu đó, ta chọn chiều rộng sườn: b
w
= 18 (cm).
1.3.ChiỊu dµy b¶n c¸nh h
f
Chiều dày bản cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chòu lực cục bộ của
vò trí xe và sự tham gia chòu lực tổng thể với các bộ phận khác. Theo kinh
nghiệm: h
f
=180 (cm)
1.4.ChiỊu réng b¶n c¸nh b
Theo điều kiện đề bài cho: b
f
= 170 (cm)
1.5.Chän kÝch th íc bÇu dÇm b
1
,h
1
b
1
= 0.30 (cm)
h
1
= 0.18 (cm)

Vậy sau khi chọn sơ bộ kích thước mặt cắt dầm ta có bảng số liệu sau:
Chiều cao 08 m
Bề rộng sườn dầm 0.18 m
Chiều dày bản cánh 0.18 m
Chiều rộng bản cánh 1.7 m
Chiều rộng bầu dầm 0.30 m
Chiều cao bầu dầm 0.18 m
Chiều cao phần vác cánh 0.1 m
Chiều cao phần vác bầu 0.06 m
Mặt cắt ngang dầm:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
800
300
60
180
1.6.TÝnh s¬ bé träng l ỵng b¶n th©n cđa dÇm trªn 1 (m) dµi
Diện tích mặt cắt dầm.
A = 0.4528 (m
2
)
Trọng lượng bản thân dầm.
• W
dc
=A
×
 =0.4528
×
24 = 10.8672 (KN/m)

Trong đó  = 24 kn/m
3
trọng lượng riêng của bê tông
Xác đònh bề rộng cánh tính toán:
Bề rộng cánh tính toán đối với dầm bên trong không lấy quá trò số
nhỏ nhất trong ba trò số sau:
• -
mL 2
4
8
4
1
==
: Với L là chiều dài nhòp hữu hiệu.
• - khoảng cách tim giữa hai dầm:220 cm
• - 12 lần bề dày cánh và bề rộng sườn dầm:
12h
f
+b
w
=12×18+18=234 (cm)
• - và bề rộng cánh tính toán cũng khong được lớn hơn bề rộng
cánh chế tạo b
f
=170 cm
Vậy bề rộng cánh hữu hiệu là b = 170 cm
Qui đổi tiết diện tính toán:
Diện tích tam giác tại chỗ vát bản cánh:
•
( )

2
1
50
2
1010
cms
=
×
=
Chiều dày cánh qui đổi:

Diện tích tam giác tại chỗ vác bầu dầm:
( )
cms 18
2
66
2
=
×
=
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
( )
2
452800)180180800(18060601803001001001801700 mmA
=−−×+×+×+×+×=
mmcm
bb
S
hh
w

f
qd
f
58.186658.18
18170
502
18
2
1
==
−
×
+=
−
×
+=
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
Chiều cao bầu dầm mới:
MẶT CẮT NGANG TÍNH TOÁN:
186.58
1700
800
300
II)TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA
DẦM:
Tính momen tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính tại mặt
cắt giữa nhòp:
( )
( )

[ ]
{ }
w
LLLL
mg
ww
M
ML
M
dwdc
IMkM ×+×××+×+×+×= 175.175.15.125.1
η
Trong đó:
LL
L
: Tải trọng làn rải đều (9.3KN/M).

=
LL
dem
M
tan
46.75 KN:Hoạt tải tương đương của xe hai trục thiết kế ứng với
đường ảnh hưởng M tại mặt cắt giữa nhòp (KN/m).
=
LL
tnick
M
36.25 KN : Hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế ứng với
đường ảnh hưởng M tại mặt cắt t giữa nhòp (KN/m).

LL
M
= max(
dem
m
tnick
M
LLLL
tan
;
) = 46.75 KN
mg
M
= 0.58 : Hệ số phân bố ngang tính cho momen ( đã tính cả hệ số làn
xe m).
w
dc
= 10.8672 KN/m : Trọng lượng dầm trên một đơn vò chiều
dài(KN/m).
w
dw
= 5.5 : Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên
một đơn vò chiều dài(tính cho một dầm kn/m).
(1+IM)=1.25 : Hệ số xung kích.

M
= 8 m
2
: Diện tích đường ảnh hưởng M (m
2

).
K = 1: Hệ số của HL-93.
Thay số:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
mmcm
x
bb
S
hh
w
qd
21021
1830
182
18
2
1
2
11
==
−
+=
−
×
+=
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
M = 688.465 (KNm)
Bố trí cốt thép
Giả sử chiều cao hữu hiệu của dầm:

d = (0.8÷0.9)h chọn d = 0.9×h = 0.9×800 = 720 (mm)
Giả sử trục trung hòa đi qua cánh ta có:
Chiều cao khối ứng suất chữ nhật
a = 21.323 mm
Chiềucao vùng bê tông chòu nén

8.0
7
2835
05.085.0
7
28'
05.085.01 =
−
−=
−
−=
fc
β

654.26
8.0
323.21
1
===
β
a
c
mm < h
f

= 180
mm
Vậy trục trung hòa đi qua cánh
Diện tích cốt thép chòu kéo cần thiết

Các phương án để lựa chọn :
φ
Diện tích 1 thanh
(mm
2
)
Số lượng thanh Tổng diện tích
(mm
2
)
16 199 14 2786
29 284 10 2840
22 387 8 3096
Chọn 14#16
Bố trí cốt thép như hình vẽ
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương






××××
×
−−=

2
'85.0
2
11
dbcf
Mu
da
S
φ








××××
××
−−×=
2
6
72017003585.09.0
10465.16882
11720
2
645.2567
420
1700323.213585.0'85.0
mm

f
cfba
A
y
s
=
×××
=
×××
=
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
180 60
606060
60
60
40
40
300
100
40
- Duyệt mặt cắt dầm
Giả sử trục trung hòa đi qua cánh
Khỏang cách từ thou chòu kéo ngòaicùng tới trọng tâm cốt thép

d
s
= 800 – 117.143 = 682.857 mm
Chiều cao khối ứng suất chữ nhật
Chiều cao vùng bê tông chòu nén

92.28
8.0
136.23
1
===
β
a
c
< h
f
= 180
mm
Vậy trục trung hòa đi qua cánh
Mô men kháng tính tóan M
r
= φ M
n
=






−×××××
2
'85.09.0
a
dsfcba
NmmM

r
3
1093.706
2
316.23
857.682351700136.2385.09.0
×=






−×××××=
M
r
= 706.93 KNm
M
u
=688.465 < M
r
= 706.93 KNm
- Kiểm tra lượng cốt thép đã dùng
+ Lượng cốt thép tối đa

+ Hàm lượng cốt thép tối thiểu
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
mm
F
yF

d
i
ii
143.117
14
220216041004404
.
1
=
×+×+×+×
==
mm
bcf
fA
a
ys
136.23
17003585.0
4202786
'85.0
.
=
××
×
=
××
=
42.00424.0
857.6828.0
136.23

.
1
<=
×
==
ds
a
ds
c
β
3
min
105.2
420
35
03.0
'
03.0
−
×=×==
y
c
f
f
ρ
3
10153.6
452800
2786
−

×===
A
A
s
ρ
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
Thõa mãn
Kết luận : Lượng cốt thép bố trí hợp lý
III) XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:
Tính toán mômen và lực cắt tại vò trí bất kỳ.
Vẽ đường ảnh hưởng mômen , lực cắt .
+Chiều dài nhòp :l = 8 m
+Chia dầm thành 10 đoạn ứng với các mặt cắt từ 0 đến 10 , mỗi đoạn
dài 0.8 m
D.a.h M
i
D.a.h Q
i
( )
2
kk
M
xlx
−×
=
ω

( )
l

xl
k
Q
×
−
=
2
2
1
ω

( )
l
xxl
kk
Q
×
−−
=
2
22
ω
Các công thức tính toán giá trò mômen , lực cắt tại mặt cắt thứ i theo
trạng thái giới hạn cường độ :
Các công thức tính toán giá trò mômen , lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng
thái giới hạn sử dụng :
( ) ( )( ){ }
MMLMdwdci
wIMkLLLLmgwwM
×+×××+××+×+××=

10.10.10.10.10.1

Trong đó :

W
dw
,W
dc
: Tónh tãi rãi đều và trọng lượng bản thân của dầm (kNm)
W
m
:Diện tích đường ảnh hưởng mômen tại mặt cặt thứ i .
W
Q
:Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng lực cắt .
W
IQ
:Diện tích phần lớn hơn trên đường ảnh hưởng lực cắt .
LL
M
:Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h mômen tại mặt cắt thứ i .
LL
Q
:Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h lực cắt tại mặt cắt thứ i .
mg
M
,mg
Q
:Hệ số phân bố ngang tính cho mômen , lực cắt .
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương

)({ ( )
[ ]
}
M
iMLMdwdci
wIMkLLLLmgwwM
×+××+++×=
111
)({ ( )
[ ]
}
iQQLQQdwdci
wIMLLkLLmgwwwQ
×+×××+×+××+×=
175.175.15.125.1
η
)({ ( )
[ ]
}
iQQLQQdwdci
wIMkLLLLmgwwwQ
×+××++×+×=
11
⇒×=>×=
−− 3
min
3
105.210153.6
ρρ
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh

Quang
LL
L
:=9,3kn/m : tải trọng làn rải đều .
(I+IM):Hệ số xung kích , lấy bằng công thức
η
:Hệ số điều chỉnh tải trọng xác đònh bằng công thức
η
=
η
d
x
η
R
x
η
l
> 0,95
Với đường quốc lộ và trạng thái giới hạn cường độ I:
η
d=0,95
η
R= 1,05
η
l
=0,95
Với trạng thái giới hạn sử dụng
η
=1
Bảng giá trò mômen:

Xi
(m)
α
)(
2
m
M
ω
LL
M
truck
(KN/m) LL
M
tandem
(KN/m) M
cd
(KNm) M
sd
(KNm)
0.8 0.1 2.88 50.42 50.328 260.5872 168.0054
1.6 0.2 5.12 47.82 49.776 459.292 296.2858
2.4 0.3 6.72 44.466 48.95 596.1303 384.8508
3.2 0.4 7.68 40.358 47.85 671.1093 433.7047
4 0.5 8 36.25 46.75 688.4655 445.3958
Biểu đồ bao mô men
Bảng giá trò lực cắt
X(m
)
L
i

(m)
Q1
ω
(m
2
)
Q
ω
(m
2
)
LL
Q
truck
(KN/m)
LL
Q
tande
m
(KN/m)
Q
cd
(KN) Q
sd
(KN)
0 8 4 4 53.02 50.88
349.333
3
225.687
8

0.8 7.2 3.24 3.2 56.532 56.152 294.663
189.690
9
1.6 6.4 2.56 2.4 60.182 62.588 247.232 158.048
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
5 8
2.4 5.6 1.96 1.6 64.484 69.376
199.014
7
125.933
1
3.2 4.8 1.44 0.8 66.596 80.36
155.846
8
96.8549
6
4 4 1 0 72.5 93.5
111.175
9
66.8727
5
Biểu đồ bao lực cắt
Tính tóan trạng thái giới hạn sử dụng
- Kiểm sóat nứt :
Tại một mặt cắt bất kỳ tùy thộc vào giá trò nội lực bê tông có thể bò nứt
hay không. Vì thế để tính tóan kiểm sóat nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt
có bò nứt hay không
Để tính tóan xem mặt cắt có bò nứt hay không người ta coi phân bố ứng

suất trên mặt cát ngang là tuyến tính và tính ứng suất kéo f’
c
của bê tông
Mặt Cắt Ngang Tính Toán
Diện tích mặt cắt ngang

( )
( )
2
8.452816300210180210180800170059.186 mmA
g
=×+×−−+×=
Xác đònh vò tí trục trung hòa
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
( )
( )
mmy
t
1645.583
8.452816
1053002103525.45818021029.186800705.70659.1861700
=
××+××−−+××
=
Mô men quán tính tiết diện nguyên
( )
2
2

3
1645.583
2
3525.458
2103525.4581801645.583705.70659.1861700
12
59.1861700






−+××+−××+
×
=
g
I
( )
( )
410
2
33
103467.21051645.583210300
12
180300
12
3525.458180
mm×=−××+
×

+
×
+
Tính ứng suất kéo của bê tông
MPay
I
M
f
t
g
a
c
068.111645.583
103467.2
103958.445
10
6
=×
×
×
==
Cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông
MPaff
cf
727.33563.0'63.0 =×=×=
fc
ff ×>→ 8.0
Vậy mặt cắt sẽ bò nứt
Xác đònh khả năng chòu kéo lớn nhất trong cốt thép ở trạng thái giới hạn
sử dụng

( )










×
=
y
c
sd
f
Ad
Z
f 6.0;min
3
1
d
c
= 40mm

: chiều cao phần bê tông tính từ thớ chòu kéo ngoài cùng
cho tới tâm thanh gần nhất
A : diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chòu kéo
Z : thông số bề rộng vết nứt , trong điều kiện bình thường Z = 30000

N/mm
( )
( )
)(7143.11
206623061830
2
181818)
3
6
18(5.02
2
6
1866230
2
18
3018
2
cmdyy
y
a
a
===
×+××−++×






+×++××+







+×××−+××
=
ξ
ξ
ξ
Giải phương trình bật 2 ta tìm được ξ = 13.17 (mm)
Khi đó diện tích phần bê tông bọc cốt thép cần tìm:
dt
a
=30 × 18 + 6
2
+ (30 – 2 × 6)×6 + 20×ζ = 707.706 cm
2
A = dt
a
/14 = 50.55043 (cm
2
)= 505.5043(mm
2
).
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
300

117.143
180
60
Tính toán ứng suất sử dụng trong cốt thép:
Tính diện tích tương đương của tiết diện khi bò nứt.
E
s
=2×10
5
Mpa
Mpa
f
c
c
c
202.29910352400043.0043.0
5,1
'
5,1
=××=××=Ε
γ
6
202.29910
102
5
=







×
⇒






=
c
s
E
E
n

Xác đònh vò trí trục trung hòa dựa vào phương trình momen tónh với trục
trung hòa bằng không.
⇒
y = 678.327 (mm)
Tính ứng suất trong cốt thép:
( )
a
a
s
I
dyM
nf
1

−×
×=
Tính mô men quán tính của tiết diện khi bò nứt:
( ) ( )
MPaf
s
931.180143.117327.678
8385855887
102396.445
6
6
=−×
×
×=⇒
( ) ( )
⇒=<= MPafMPaf
sas
252931.180
Đạt
IV ) Tinh độ võng
Xác đònh vò trí bất lợi của xe tải thiết kế:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
( ) ( ) ( )
7143.1127866
2
)800(
800200
2
59.186
80020170059.1860

)(
2
)()
2
()(0
2
1
−××−
−
×−×+






−−×−×=
−××−
−
×−×+−−×−×==
y
y
yy
dyAn
yh
yhb
h
yhbbhS
sw
f

wf
( )
( )
( )
( )
)(8385855887)(5887.838585
7143.118327.6786.276
12
327.6788018
2
659.18
8327.678018170659.18
12
659.1820170
).(.
3
).(
)
2
).(.(
12
).(
44
2
3
2
3
2
1
3

2
3
mmcmI
dyAn
yhb
h
yhbbh
hbb
I
cr
s
w
f
wf
fw
cr
==
−××+
−×
+






−−×−×+
×−
=
−+

−
+−−−+
−
=
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
145 KN 145 KN
L/48EI
Xét trường hợp cả hai trục đều ở trong nhòp. Vò trí bất lợi của xe được xác
đònh theo công thức:
)(4675.1
7
5.2681082.10724825.1056
7
49.184836
7
5.268102.1072425.1056
7
49.18436
2
2
mx
LLL
x
=
+×−×
−
−×
=
+×−×

−
−
=
Kiểm tra điều kiện các trục xe đều ở trong nhòp:
x= 1.4675 (m)< L/2 = 4(m)
L – x – 4.3 = 8 – 1.4675 – 4.3 = 2.2325 m > 0
Điều kiện này thõa mãn.
Độ võng do xe tải thiết kế gây ra xác đònh theo công thức:
( )
( ) ( )
( )
EI
xLxLLp
EI
xxLp
y
48
3.443.43
48
43
3
2
1
32
1
−−−−−×
+
−×
=
P

1
= 0.145 (MN)
L – x – 4.3 = 2.2325 m
E = E
c
= 29910.202 (Mpa)
Xác đònh momen quán tính hữu hiệu:
I = min( I
g
; I
c
)
I
g
= 2.3467 x 10
10
(mm4) Momen quán tính tiết diện nguyên
Momen nứt:
( )
)(0698.86100698.86
1645.7583
103467.2
727.3
6
10
KNmNmm
y
I
fM
t

g
rcr
=×=
×
×=×=
3
3
3
102239.7
118.808
811.244
−
×=






=








a
cr

M
M
I
e
(mm
4
): Momen hữu hiệu tính theo công thức:
cr
a
cr
g
a
cr
e
I
M
M
I
M
M
I ×

















−+×








=
33
1
[ ]
( )
410103
84948004148385855887102239.71103467.2102239.7 mmI
e
=××−+×××=
−
 I = I
e
= 8385855887(mm
4

)
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
Thay vào ta tính được y = 2.8114 mm
Tính toán độ võng do hoạt tải gây ra:
Độ võng ta vừa tính ở trên chưa tính tới hệ số phân bố ngang, hệ số cấp
đường và hệ số xung kích khi tính võng. Bây giờ ta phải xét các hệ số này.
Kết quả tính toán độ võng chỉ do một mình xe tải thiết kế:
f
1
=k × mg × (1+IM) × y= 1 x 0.5 x 1.25 x 2.8114 = 1.7571 mm
Độ võng do tải trọng làn:
=
××
××
=
IE
Lq
y
c
L
384
5
4
( )
m
4
2
4

105333.3
103467.2202.29910384
80093.05.05
−
−
×=
×××
×××
Kết quả tính toán độ võng do 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn thiết
kế:
f
2
= 0.25 × mg × (1+IM) × y+ y
L
= 0.25 × f
1
+ y
L
= 0.25
×
0.5
×
1.25
×
1.7571+0.35333
= 0.62788 (mm)
→f
max
= max(f
1

; f
2
) = 1.7571 mm
⇒=×=






×<⇒ )(10
800
1
8000
max
mm
l
f
Lf
đạt
V ) VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU
Tính toán mômen kháng tính toán của
Kết quảtính toán được thể hiện trong bảng sau:
Số
lần
cắt
Số
thanh
còn lại
Diện tích As

còn lại(mm
2
)
d
1
(cm) a(cm)
Vò trí trục
trung hòa
Mr
(KNm)
0 14 2786
117.14
3
23.136 Qua cánh 706.9396
1 12 2388 85.714 19.831 Qua cánh 635.81
2 10 1990 62.857 16.526 Qua cánh 548.278
3 8 1592 48.571 13.221 Qua cánh 448.214
4 6 1194 25.714 9.9156 Qua cánh 347.222
Xác đònh điểm cách lý thuyết
Điểm cắt lý thuyết là điểm mà tại đó theo yêu cầu về uốn không cần cốt
thép dài hơn. Để xác đònh điẻm cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ mômen
tính toán M
u
và xác đònh điểm giao biểu đồ
Φ
M
n.
Xác đònh điẻm cắt thực tế
Từ điểm cắt lý thuyết này cần kéo dài về phái mômen nhỏ hơn 1 đoạn là
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương

Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
l
l
.Chiều dài l
l
lấy bằng trò số lớn nhất trong các trò số sau:
-Chiều cao hữu hiệu của tiết diện : d= 682.857 (mm)
15 lần đường kính danh đònh :15x 15.9 =238.5 (mm)
1/20 lần nhòp tònh : 1/20 x 8000 =400 (mm)
 Chọn l
l
= 685 (mm)
Đồng thời chiều dài này cũng không nhỏ hơn chiều dài phát triển l
d
.
Chiều dài l
d
gọi là chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực, đó là
đoạn mà cốt thép dính bám với bê tông để nó đạt được cường độ như tính
toán .
Chiều dài khai triển l
d
của thanh kéo được lấy như sau:
Chiều dài triển khai cốt thép kéo l
d
, phải không được nhỏ hơn tích số
chiều dài triển khai cốt thép kéo cơ bản l
dh
được quy đònh ở đây, nhân với

các hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy đònh của quy trình. Chiều dài
triển khai cốt thép kéo không được nhỏ hơn 300 (mm)
Chiều dài triển khai cốt thép cơ bản l
db
(mm) được sử dụng với cốt thép
dọc sử dụng trong bài là thép số 19
)(552.282
35
42019902.0
02.0
'
mm
f
fA
l
c
yb
db
=
××
=
××
=
Đồng thời l
db

≥
0.06 x d
b
x f

y
= 0,06 x 15.9 x 420 = 400.68 (mm)
Trong đó :
A
b
= 199: Diện tích của thanh số 16 (mm
2
)
f
y
: 420 MPa: Cường độ chảy được quy đònh của các thanh cốt thép
f
c
'
= 35 Mpa: Cường độ chòu nén quy đònh của bê tông ở tuổi 28 ngày
d
b
= 15.9 (mm): Đường kính thanh (mm)
Hệ số điều chỉnh làm tăng l
d
:k
1
=1,4
Hệ số điều chỉnh làm giảm l
d
:k
2
=
A
A

U
CL
=
2786
645.2567
= 0.9216
Với :
A
cl
= 2567.645 (mm
2
): Diện tích cần thiết theo tính toán
A
u
= 2786 (mm
2
): Diện tích thực tế bố trí
⇒
l
d
= 282.552 x1,4 x 0.9216 = 364.56 (mm). Chọn l
d
= 365 (mm)
Cốt thép chòu kéo có thể uốn cong qua thân dầm và kết thúc trong dầm
bê tông chòu nén với chiều dài triển khai l
d
tới mặt cắt thiết kế hoặc có thể
kéo dài liên tục lên mặt đối diện cốt thép.
BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương

Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
VI ) TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT
Biểu thức kiểm toán
ϕ
V
n
>V
u
V
n
: Sức kháng danh đònh , được lấy bằng giá trò nhỏ hơn của
V
n
=V
c
+V
s
(N)
Hoặc V
n
= 0,25
f
c
'
b
v
d
v
(N)

V
c
= 0,083
β
f
c
'
d
v
b
v
(N)
( )
)(
sincotcot
N
s
ggdfA
V
vvv
s
ααθ
×+×××
=
Trong đó :
Chiều cao chòu cắt hữu hiệu d
v
, xác đònh bằng khoảng cách cánh tay đòn
của nội ngẫu lực. Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn
thì:

d
v
= d -
2
a
. Đồng thời d
v
= max{0,9
×
d; 0,72
×
h}
Vậy d
v
= max [0,9
×
d; 0,72
×
h; d-a/2]
0,9d
e
= 0,9
×
682.857 = 614.571(mm)
0,72
×
h = 0,72
×
800 = 576 (mm)
d - a/2 = 682.857 – 23.136/2 = 671.289(mm)

+ b
v
: Bề rộng bản bụng hữu hiệu, lấy bằng bản bụng hữu hiệu nhỏ
nhất trong chiều cao d
v
, vậy b
v
= b
w
=180cm
Từ trên ta thấy d
v
= 671.289 (mm)
+s (mm) : Bước cốt thép đai.
+
β
: Hệ số chỉ khả năng của bêtông bò nứt chéo truyền lực kéo.
+
φ
: Góc nghiêng của ứng xuất nén chéo .
+
φβ
,
: Được xác đònh bằng cách tra đồ thò và tra bảng .
+
α
: Góc nghiêng của cốt thep ngang với trục dọc, bố trí cốt thép đai
vuông góc với trục dầm nên
α
= 90

0
.
+
φ
: Hệ số sức kháng cắt, với bêtông thường
φ
=0,9.
+A
v
: Diện tích cốt thép bò cắt trong cự li s(mm).
+V
s
: Khả năng chòu lực cắt của cốt thép (N).
+V
c
: Khả năng chòu lực cắt của bêtông (N).
+V
u
: Lực cắt tính toán (N).
Kiểm tra điều kiện chòu lực cắt theo khả năng chòu lực của bê tông vùng
nén :
+Xét mặt cắt cách gối một khoảng d
v
= 671.289 (mm). Xác đònh nội
lực trên đường bao bằng phương pháp nội suy:
V
u
= 303.459 (KN)
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh

Quang
M
u
= 218.662 (KNm)
φ
V
n
=
φ
(0,25
f
c
'
b
v
d
v
) = 0,9 × 0,25 × 35 × 180 × 671.289 =
951552.1575 (N)
= 951.552 (KN)
V
u
= 330.459 KN <
φ
V
n
=951.552 (KN)
⇒
Đạt
Tính góc

φ
và hệ số
β
:
+Tính toán ứng suất cắt

7905.2
180289.6719.0
10459.303
3
=
××
×
=
××
=
bd
v
vv
u
φ
ν
N/mm
2
+ Tính tỷ số ứng suất

25.007973.0
35
7905.2
'

<==
f
c
ν
+ Giả sử trò số góc θ = 45
0
tính biến dạng cốt thép chòu kéo theo công
thức
d
v
= 671.289 mm
E
s
=2
×
10
5
A
s
=1194 mm (khi kéo về gối cắt 8 thanh còn lại 6 thanh)
ε
χ
= 1.3647 x 10
-3
Tra bảng ta được θ =38.9176
0
. Tính lại ε
x
= 1.3733 x 10
-3

Tra bảng ta được θ =38.9864
0
. tính l ε
x
= 1.3732 x 10
-3
Tra bảng ta được θ =38.9856
0
. tính l ε
x
= 1.3732 x 10
-3
Giá trò này gần bằng giá trò trước.
Giá trò của θ, hội tụ.
Vậy ta lấy θ = 38.9856
0
Tra bảng được β = 1.966
Khả năng chòu lực cắt của bê tông.
N
bd
f
v
vv
c
c
0986.116648289.67118035966.1083.0083.0
'
=××××=××××=
β
Yêu cầu về khả năng chòu lực cắt cần thiết của cốt thép:

V
s
=V
n
-V
c
=
568.220520986.116648
9.0
10459.303
3
=−
×
N
Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
3
5
0
6
103647.1
1194102
45cot459.3035.0
289.671
10662.218
.
cot 5,0
−
×=
××

××+
×
=
+
=
g
AE
gV
d
M
ss
u
v
u
x
θ
ε
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
v
d
f
s
s
v
y
y
g
θ
cot

max
×××
=
Α
f
y
= 420 Mpa: giơiù hạn chảy quy đònh với cốt thép đai.
θ = 38.9856
0
: Góc nghiên với ứng suất kéo nén chéo.
d
v
= 671.289 (mm)
V
s
= 220528.568 (N).
A
v
: diện tích cốt thép đai (mm
2
).
Chọn cốt thép đai thanh số 10, đường kính danh đònh d = 9.5 (mm), diện
tích mặt cắt ngang cốt thép đai là:
A
v
=142
Vậy ta tính được
3036.224
568.220528
9856.38cot289.671420142

max
=
×××
=
g
s
Ta chọn khoảng cách bố trí cốt thép đai s = 200 (mm)
Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu:
Lượng cốt thép đai tối thiểu:

0887.42
420
200180
35083.0083.0
'
=
×
=
×
×≥
Α
f
f
y
c
v
sb
(mm
2
)

Mà
⇒=>=
2
min
2
0887.42142 mmmm
AA
vv
thõa mãn.
Kiểm tra khoảng cách tối đa của cốt thép:
Ta có:
( ) ( )
NN
f
V
bd
u
vv
c
3
'
10459.30307.422912
180289.671351.0
1.0
×=>=
×××=
×××
Nên ta kiểm tra theo các điều kiện sau:
S ≤ 0.8 ×d
v

S = 200 mm ≤ 0.8×d
v
= 0.8×671.289 = 537.0312 (mm) →thõa
mãn.
S ≤ 600 (mm) →thõa mãn.
Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bò chảy dưới tác
dụng tổ hợp của momen, lực dọc trục và lực cắt:
Khả năng chòu cắt của cốt thép đai:
( )
( )
N
g
s
gdfA
vyv
s
V
7835.247326
200
9856.38cot289.671420142
cot
=
×××
=
×××
=
θ
( )
N
f

y
s
5014804201194 =×=×
Α
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
( )
( )
Ν=
×






×−+
×
×
=
×









×−+
×
Μ
7654.209553
9856.38cot7835.2473265.0
9.0
303459
9.0289.671
10662.218
cot5.0
0
6
g
gV
V
d
s
u
v
u
θ
φφ
⇒






×−+

×
Μ
>×Α
θ
θφ
gV
V
d
f
s
u
v
u
ys
cot5.0
thoã mãn

VI) Phần bản vẽ
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương