Thiết kế thi công nhà công nghiệp

I. MẶT BẰNG SÀN
Công trình: Nhà công nghiệp
Mặt bằng tầng thứ i
Tường chịu lực có chiều dày t = 330 mm
Cột tiết diện 300 × 300
Bê tông B15 tương ứng M200 ⇒ R
b
= 8,5 < 15 MPa ⇒ ξ
Pl
=
0,37 và α
PL
= 0,30
Hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ
b2
= 1,0
Cốt thép chọn để tính toán
+ d ≤ 10 dùng loại thép CI
+ d ≥ 10 dùng loại thép CII
Mặt bằng sàn + dầm phụ + dầm chính
1
2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000 2000
6000 6000 6000 6000
6000 6000 6000 6000 6000
1 4 7 10
13
16
A
B
C
D

E
E
D
C
B
A
L
2
L
2
L
2
L
2
3 L
1
3 L
1
3 L
1
3 L
1
3 L
1
1000
2
BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
t L
1
L

2
P
c
γ-
f,p
Cốt thép
Bê tông B15
Thép
sàn
d ≤ 10
Cốt đai
d ≤ 10
Cốt dọc
d ≥ 12
m
m
m m T/m
2
MPa MPa MPa MPa
330 2,0 6,0 0.7
1,
2
R
b
= 8,5
R
bt
= 0,75
γ
b

= 1,0
R
s
= 225
R
sw
=
175
R
s
= 280
ĐỔI CÁC ĐƠN VỊ ĐỂ THUẬN CHO VIỆC TINH TOÁN
Trạng thái Ký
hiệu
Đơn vị
gốc
Đơn vị
chuyển đổi
Hoạt tải tiêu chuẩn P
c
0.7
T/m
2
7 KN/m
2
Cường độ chịu nén dọc trục
của bê tông
R
b
8,5 MPa

8,5 × 10
3
KN/m
2
Cường độ chịu kéo dọc trục R
bt
0,75
7,5× 10
3

3
1. G¹ch Ceramic dµy 10mm
2. V÷a lãt dµy 25 mm
3. Bª t«ng cèt thÐp B15 dµy = h
b
4. V÷a tr¸t trÇn m¸c 50 dµy 20
của bê tông MPa KN/m
2
Cường độ chịu kéo của cốt
thép dọc
R
s

(sàn)
225
MPa
225 × 10
3

KN/m

2
Cường độ chịu kéo của cốt
thép dọc (dầm)
R
s
và
R
s
’
280
MPa
280 × 10
3

KN/m
2
Cường độ chịu kéo của cốt
thép ngang
R
sw
175
MPa
175 × 10
3

KN/m
2
II. TÍNH TOÁN BẢN SÀN.
1.Các lớp cấu tạo sàn.

4
Gạch Ceramic
δ = 10 mm γ
g
= 20
KN/m
3
γ
f
= 1,2
Vữa lót
δ = 25 mm γ
v
= 18
KN/m
3
γ
f
= 1,3
Bê tông cốt
thép
δ = h
b
mm γ
bt
= 25
KN/m
3
γ
f

= 1,1
Vữa trát
δ = 20 mm γ
g
= 18
KN/m
3
γ
f
= 1,3
2. Phân loại bản sàn.
- Xét tỷ số hai cạnh ô bản:

1
2
L
L
=
2
6
= 3 > 2 ⇒ Bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc
theo một phương cạnh ngắn.
3. Chọn sơ bộ kích thước các bộ phận sàn.
h
b
=
m
DL
1
=

30
20001×
= 67 mm > h
min
=
60 mm
Chọn h
b
= 70 mm
- Xác định sơ bộ kích thước dầm phụ
Chiều cao dầm phụ: h
dp
=
dp
L






÷
16
1
12
1
=
6000
16
1

12
1






÷
=
500 ÷ 375 mm
5
Chọn h
dp
= 400
Chiều rộng dầm phụ: b
dp
=
dp
h






÷
4
1
2

1
=
400
4
1
2
1






÷
= 200
÷ 100 mm
Chọn b
dp
= 200 mm
- Xác định sơ bộ kích thước dầm chính
Chiều cao dầmchính: h
dc
=
dc
L







÷
12
1
8
1
=
6000
12
1
8
1






÷
=
750÷ 500 mm
Chọn h
dc
= 600
Chiều rộng dầmchính: b
dc
=
dc
h







÷
4
1
2
1
=
600
4
1
2
1






÷
= 300
÷ 150 mm
Chọn b
dc
= 300 mm
4. Sơ đồ tính
- Cắt theo phương cạnh ngắn một dải có chiều rộng b = 1,0 m

xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường và
các dầm phụ.
- Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo
mép gối.
6
330
1770
120
2000
200
1800
2000
200
1 2 3
+/ Đối với nhịp biên.
L
b
= L
1
-
2
dp
b
-
2
t
+
2
b
h

= 2000 -
2
200
-
2
330
+
2
70
= 1770 mm
= 1,77 m
+/ Đối với nhịp giữa.
L
g
= L
1
- b
dp
= 2000 - 200 = 1800 mm = 1,8 m
SƠ ĐỒ NHỊP TÍNH TOÁN CỦA BẢN SÀN
5. Xác định tải trọng.
5.1- Tĩnh tải.
- Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn.
7
g
s
= Σ(γ
fi
× γ
i

× δ
i
)
LẬP BẢNG TÍNH
TT Lớp Cấu tạo
Chiều
dày
δ (m)
Trọng
lượng
riêng
γ
i
(KN/m
3
)
Hệ số
tin cậy
về tải
trọng γ
f,i
Giá trị
tính toán
g
s
(KN/m
2
)
0 1 2 3 4 5
1 Gạch Ceramic 0,01 20 1,2 0,24

2 Vữa lót 0,025 18 1,3 0,59
3 Bê tông cốt
thép
0,07 25 1,1 1,93
4 Vữa trát trần 0,02 18 1,3 0,47
Tổng tĩnh tải tác dụng lên sàn. 3,23
5.2 - Hoạt tải.
P
s
= γ
f,i
× P
c
= 1.2 × 7 = 8,4 KN/m
2

5.3 - Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải bản b = 1
m.
q
s
= (g
s
+ p
s
) × b = (3,23 + 8,4) = 11,63 KN/m
2

6. Xác định nội lực .
- Mô men lớn nhất ở nhịp biên.
8

1770 1800
3.31 KNm
3.41 KNm
2.36 KNm
2.36 KNm
2.36 KNm
BiÓu ®å m« men sµn
p
s
s
g
M
nb
=
11
2
bs
Lq
=
11
77,163,11
2
×
= 3,31 KNm
- Mô men lớn nhất ở gối biên ( gối thứ 2 ).
M
gb
= -
11
2

gs
Lq
= -
11
80,163,11
2
×
= - 3,43 KNm
- Mô men lớn nhất ở các nhịp giữa và gối giữa.
M
ng,gg
= ±
16
2
gs
Lq
= ±
16
80,163,11
2
×
= ±2,36 KNm
7. Vẽ biểu đồ mô men.
9
8. Tính cốt thép.
Giả thiết a = 15mm ⇒ h
o
= 70 – 15 = 55 mm = 0,055 m.
*Tính thép cho nhịp biên.
α

m
=
o
b
ng
bhR
M
2
=
23
055.01105,8
31,3
×××
= 0,129 < α
PL
= 0,30
ξ = 1-
129,021 ×−
= 0,139
A
s
=
s
ob
R
bhR
ξ
=
3
3

10225
055,01105,8139,0
×
××××
= 2,88 × 10
-4
m
2
=
288 mm
2

Chọn φ 6/8 @ 130 có A
sc
= 302 mm
2
(Sai số +4,86%).
- Kiểm tra hàm lượng.
µ =
o
s
bh
A
× 100% =
551000
302
×
× 100% = 0,55%
µ
Max

= ξ
pl
s
b
R
R
=
3
3
10225
108,5 0,37
×
××
× 100% = 1,40%
µ
Min
= 0.05% < µ = 0,55% < µ
Max
= 1,40% ⇒ Thoả mãn
điều kiện.
*Tính thép cho gối biên.
α
m
=
o
b
gb
bhR
M
2

=
23
055.01105,8
43,3
×××
= 0,133 < α
PL
= 0,30
ξ = 1-
133,021 ×−
= 0,143
10
A
s
=
s
ob
R
bhR
ξ
=
3
3
10225
055,01105,8143,0
×
××××
= 2,97 × 10
-4
m

2
=
297 mm
2

Chọn φ6/8 @ 130 có A
sc
= 302 mm
2
(Sai số +1,68%).
-Kiểm tra hàm lượng.
µ =
o
s
bh
A
× 100% =
551000
302
×
× 100% = 0,55%
µ
Max
= ξ
pl
s
b
R
R
=

3
3
10225
108,5 0,37
×
××
× 100% = 1,40%
µ
Min
= 0.05% < µ = 0,55% < µ
Max
= 1,40% ⇒ Thoả mãn
điều kiện.
*Tính thép cho nhịp giữa và gối giữa.
α
m
=
o
b
ggng
bhR
M
2
,
=
23
055.01105,8
36,2
×××
= 0,092 < α

Pl
= 0,30
ξ = 1-
092,021 ×−
= 0,0967
A
s
=
s
ob
R
bhR
ξ
=
3
3
10225
055,01105,80967,0
×
××××
= 2,01 × 10
-4
m
2
=
201 mm
2

Chọn φ6 @ 130 có A
sc

= 218 mm
2
(Sai số +5,5%).
Kiểm tra hàm lượng.
11
µ =
o
s
bh
A
× 100% =
551000
218
×
× 100% = 0,40%
µ
Max
= ξ
pl
s
b
R
R
=
3
3
10225
108,5 0,37
×
××

× 100% = 1,40%
µ
Min
= 0.05% < µ = 0,40% < µ
Max
= 1,40% ⇒ Thoả mãn
điều kiện.
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN SÀN
Tiết diện
M
KN
m
α
m
ξ
A
s
(mm
2
/
m)
µ
(%
)
Chọn cốt thép
φ
(m
m)
@
(m

m)
A
sc
(mm
2
/
m)
Nhịp biên 3,31 0,12
9
0,13
9
288 0,5
2
6/8 130 296
Gối biên -
3,43
0,13
3
0,14
3
297 0,5
4
6/8 130 296
Nhịp giữa , gối
giữa
±2,3
6
0,09
2
0,09

6
201 0,3
6
6 130 218
9. Bố trí cốt thép
h
b
< 80 mm ⇒ Không xét đến hệ số α.
Bố trí thép nhịp và gối tách riêng.
12
*Cốt thép cấu tạo chịu mô men âm dọc theo các gối biên và
phía trên dầm chính được xác định:
A
s,ct
≥
φ6 @ 200
50% A
s
gối giữa = 0,5 × 201 = 100 mm
2
Chọn φ6 @ 200 (A
sc
= 141 mm
2
)
*Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện
1
2
L
L

> 3 ⇒ A
s, pb
≥ 15%A
st
= 0,15 × 298 = 447 mm
2

Chọn φ6 @ 300 (A
sc
= 94 mm
2
)
*Đối với các ô bản có dầm liên kết ở bốn bên thì ta giảm 20%
lượng thép so với kết quả tính được.
- ở các gối giữa và các nhịp giữa.
A
s
= 0,8 × 201 = 160 mm
2
Chọn φ6 @ 160 (A
sc
= 166 mm
2
)
*Chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: L
an

≥
10d
13

14
E
D
C
B
A
16
13
10741
Vïng gi¶m 20% cèt thÐp
200020002000
60006000
200020002000
6000
2000 20002000200020002000
6000
200020002000
6000
6000 6000 6000 6000
A A
B B
C CD D
15
L = 380
φ
6 @ 200
330 300
2 φ
6 @300
9

5
450 300 450
4 φ
6 @300
9
φ
6 @ 200
L = 1200
8
70
400
600
MÆt c¾t C - C MÆt c¾t D - D
70
600
120
L = 29830
L = 29830
16
MÆt c¾t b - b
5
φ
6 @ 260
L = 1920
1
φ
6 @ 200
L = 380
5
φ

6 @130
4
L = 1100
L = 26000
φ
6 @160
6
φ
6 @160
L = 1100
4
4
L = 1100
φ
6 @130
6
φ
6 @130
L = 26000
L = 1100
4
φ
6 @ 260
5
L = 380
φ
6 @ 200
1
L = 1920
φ

6 @260
5
6060
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
50 50
50
50
50
50
L = 23880
L = 23880
L = 23880
L = 23880
L = 23880
L = 23880
1
60
60
50 50
3
φ

8 @ 260
L = 1100
2
L = 1920
φ
8 @260
60
60
3
φ
8 @130
L = 1100
50 50
2
L = 1920
φ
8 @ 260
130
130
130
130
1
3
MÆt c¾t a - a
1
φ
6/8 @130
φ
6 @ 300
φ

6 @ 300
450 200 450
2000 2000
4φ
6 @300
φ
6 @130
L = 1920
L = 26000
φ
6 @130
300330 450200450
2
7
4
7
7
7
4
φ
6/8 @130
4φ
6 @300
3
2φ
6 @300
7
φ
6 @ 200
L = 380

L = 1100
L = 1100
L = 1100
L = 1100
L = 380
φ
6 @ 200
7
2φ
6 @300
3
4φ
6 @300
φ
6/8 @130
2
7
7
7
4
7
1
450 200 450330 300
φ
6 @160
L = 26000
L = 1920
φ
6 @160
4φ

6 @300
20002000
450200450
φ
6 @ 300
φ
6 @ 300
φ
6/8 @130
17
S¬ ®å tÝnh cña dÇm phô
C
B
A
III. TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM PHỤ
1.Sơ đồ tính.
Xác định nhịp tính toán: Lấy theo mép gối tựa.
-Đối với nhịp biên.
L
b
= L
2
-
2
dc
b
-
2
t
+

2
dp
C
= 6000 -
2
300
-
2
330
+
2
220
= 5795 mm =
5,795 m
-Đối với nhịp giữa.
L
b
= L
2
– b
dc
= 6000 - 300 = 5700 mm = 5,70 m
2. Xác định tải trọng.
2.1 Tĩnh tải.
* Trọng lượng bản thân dầm phụ.
18
g
o
= γ
f,g

× γ
bt
× b
dp
(h
dp
- h
b
) = 1,1 × 25 × 0,2 (0,4 – 0,07) =
1,82 KN/m
* Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào.
g
1
= g
s
+ L
1
= 3,23 × 2,0 = 6,46 KN/m
* Tổng tĩnh tải
g
dp
= g
o
+ g
1
= 1,82 + 6,46 = 8,28
2.2 Hoạt tải.
P
dp
= P

s
× L
1
= 8,4 × 2 = 16,8 KN/m
2.3 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ.
q
dp
= g
dp
+ P
dp
= 8,28 + 16,8 = 25,08 KN/m
3. Xác định nội lực
3.1 Biểu đồ bao mô men
*Xét tỉ số:
dp
dp
g
P
=
28,8
8,16
= 2,0
*Mô men âm triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn.
X
1
= k × L
b
= 0,25 × 5,795 = 1,45 m = 1450 mm
19

*Mô men dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn.
Đối với nhịp biên:
X
2
= 0,15 × L
b
= 0,15 × 5,795 = 0,87 m = 870 mm
Đối với nhịp giữa:
X
3
= 0,15 × L
b
= 0,15 × 5,70 = 0,86 m = 860 mm
*Mô men dương lớn nhất cách gối tựa biên một đoạn.
X
4
= 0,425 × L
b
= 0,425 × 5,795 = 2,46 m = 2460 mm
BẢNG XÁC ĐỊNH TUNG ĐỘ BIỂU ĐỒ BAO MÔ MEN
CỦA DẦM PHỤ
Nhịp
Tiết
diện
L
b
q L
b
2
(KN/m)

β
Max
β
Min
M
Max
M
Min
1 2 3 4 5 6 7 8
Biên
0
5,795 842
0 0
1 0,065 54,73
2 0,090 75,78
0,425L
b
0,091 76,62
3 0,075 63,15
4 0,020 16,84
5 -
0,0715
-
60,20
Thứ 6 5,70 815 0,018 -0,030 14,67 -
20
2
24,45
7 0,058 -0,009 47,27 -7,34
0,5L

g
0,0625 50,94
8 0,058 -0,006 47,27 -4,89
9 0,018 -0,024 14,67 -
19,56
10 -
0,0625
-
50,94
3.2 Biểu đồ bao lực cắt
Gối 1:
Q
1
= 0,4 × q
dp
× L
b
= 0,4 × 25,08 × 5,795 = 58,14 KN
Gối 2: Bên trái
Q
1
t
= 0,6 × q
dp
× L
b
= 0,6 × 25,08 × 5,795 = 87,20 KN
Gối 2: Bên phải
Q
2

p
= Q
3
t
= Q
3
p
= 0,5 × q
dp
× L
g
= 0,5 × 25,08 × 5,70 =
71,48 KN
21
2850
860
860
2460
870
1450
Q
KN
KN.m
M
71,48
71,48
71,48
87,20
58,14
BiÓu ®å bao néi lùc cña dÇm phô

14,67
16,84
60,2
47,27
50,94
47,27
14,67
50,94
19,56
4,89
7,34
24,45
63,15
76,62
75,78
54,73
0 1098
7
6
54
321
22
4. Tính cốt thép.
4.1 Cốt dọc
* Tại tiết diện ở nhịp.
Tương ứng với giá trị mô men dương, bản cánh chịu nén, tiết
diện tính toán là tiết diện chữ T.
Xác định S
c
: Dầm phụ trong sàn toàn khối nên ta xét điều kiện

S
c
≤
( )
6
2 dc
bL −
=
6
3006000 −
= 950 mm
( )
2
1 dp
bL −
=
2
2002000 −
= 800 mm
Chọn S
c
’ = 800 mm
Chiều rộng bản cánh.
b
f
’ = b
dp
+ 2 S
c
’ = 200 + 2×800 = 1800 mm

kích thước tiết diện chữ T
(b
f
’ = 1800 ; h
f
’ = 70 ; b = 200 ; h = 400)
Xác định vị trí trục trung hoà.
Giả thiết a = a’= 40mm ⇒ h
o
= h - a = 400 - 40 =360 mm.
M
f
= R
b
b
f
’ h
f
’(h
o
- 0,5 h
f
’) = 8,5 × 10
3
× 1,80 × 0,07(0,36 -
0,5×0,07) = 348,08 KNm
23
400
200
1800

800200800
400
330 70
⇒ M < M
f
nên trục trung hoà đi qua cánh, tính cốt thép theo tiết
diện chữ nhật
b
f
’ × h
dp
= 1800 × 400 mm
*Tại tiết diện ở gối
Tương ứng với giá trị mô men âm, bản cánh chịu kéo, tính cốt
thép theo tiết diện chữ nhật b
dp
× h
dp
= 200 × 400 mm.
24
*Tính thép cho nhịp biên ( 1800
×
400 )
α
m
=
o
b
nb
bhR

M
2
=
23
36.080,1105,8
62,76
×××
= 0,0386 < α
PL
= 0,30
ξ = 1-
0386,021 ×−
= 0,0394
A
s
=
s
ob
R
bhR
ξ
=
3
3
10280
36,080,1105,80395,0
×
××××
= 7,77 × 10
-4

m
2
=
7,77 cm
2

Chọn 2φ 16 + 1φ 22 có A
sc
= (4,02 + 3,80)= 7,82 (Sai số +
0,64%).
- Kiểm tra hàm lượng.
µ =
o
s
bh
A
× 100% =
3620
82,7
×
× 100% = 1,09%
25