Bài giảng kết cấu bê tông cốt thép 3 ths đồng tâm võ thanh sơn

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN
------------------------

KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT
THÉP III
GVGD: ThS. ĐỒNG TÂM VÕ THANH SƠN
KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN – ĐH MỞ TPHCM
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

1


GIỚI THIỆU MÔN HỌC
--------------------v NỘI DUNG MÔN HỌC
• Chương 1: Cầu thang BTCT
• Chương 2: Bể chứa chất lỏng
• Chương 3: Bể chứa vật liệu rời
• Chương 4: Tường chắn đất
• Chương 5: Kết cấu nhà nhiều tầng
• Chương 6: Kết cấu mái - vỏ mỏng BTCT

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

2


GIÁO TRÌNH và TÀI LIỆU THAM KHẢO
--------------------1.

2.

Tài liệu tham khảo bắt buộc:
1- ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn, Tập bài giảng Bê tông 3
2- Võ Bá Tầm, Kết cấu BTCT Tập 3 (Các CK đặc biệt),
NXB ĐHQG TP HCM, 2008.
Tài liệu tham khảo:
1- Ngô Thế Phong – Lý Trần Cường – Đinh Chính Đạo –
Phan Quang Minh, Kết cấu BTCT – Phần CK đặc biệt,
NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005.
2- PGS-TS Lê Thanh Huấn, Kết cấu chuyên dụng BTCT,
NXB Xây dựng, 2006.
3- Lê Thanh Huấn – Ngô Thế Phong, Hướng dẫn tính toán
bể chứa nhiên liệu, Hội xây dựng Việt Nam, 1985.

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

3

4- X.P Timosenko – X. Voinopski – Krige, Tấm và Vỏ,
bản dịch của Phạm Hồng Giang – Vũ Thành Hải –
Nguyễn Khải – Đoàn Hữu Quang, NXB Khoa học Kỹ
Thuật, 1971.
5- Wilhelm Flugge, Stresses in shells, California, 1960.
6- R. Park – T. Paulay, Reinforced Concrete Structure,
John Wiley & sons, 1975.
7- TCVN 356-2003, Kết cấu BT và BTCT – Tiêu chuẩn
thiết kế, NXB Xây dựng, 2005.
8- TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động, NXB Xây
dựng, 1995.
v Thời lượng môn học: 45t
v Hình thức đánh giá kết quả: thi viết cuối khóa
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

4


Chương 1: CẦU THANG BTCT
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG
- Cầu thang là phương tiện chính của giao thông đứng
của công trình.
- Cầu thang là một yếu tố quan trọng về công dụng và
nghệ thuật kiến trúc, nâng cao tính thẩm mỹ của công
trình.
- Các bộ phạn cơ bản của cầu thang gồm: thân thang,

chiếu nghỉ, chiếu tới, lan can, tay vòn, dầm thang.
Chiều rộng của thân thang
Tính từ mặt tường tới mép ngoài tay vòn.
- Nhà ơ:û thông thường rộng từ 1,0m - 1,4 m
- Nhà công nghiệp: từ 1,2m - 1,8m
- Nhà công cộng: từ 1,4m - 2,0m
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

5


Độ dốc và kích thước bậc thang
- Công thức tính chiều rộng, chiều cao bậc thang:
- Độ dốc cầu thang:

lb + 2hb = 600 ÷ 620mm

hb
tgα =
lb

Bảng 1.1: Tổng kết kích thước bậc thang và độ dốc
Phạm vi

Cho phép

Thường dùng

Thích hợp

Chiều cao
Chiều rộng
Độ dốc

130 – 200
200 – 330
20 – 60

150 – 180
210 – 300
26 – 33

160 – 170
260 – 280
27 – 30

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

6


Bảng 1.2: Tổng kết kích thước bậc thang theo từng tính

chất của công trình
Kích Nhà ở
thước
Cao 155 – 175
Rộng 250 – 300

Trường
học
140 – 160
280 – 320

CT quan
trọng
130 -150
300 – 350

Bệnh
viện
150
300

Nhà trẻ
120 -150
250 -280

Lan can tay vòn: chiều cao lan can quan hệ với độ dốc
cầu thang, được tính từ trung tâm của mặt bậc thang trở
lên bằng 900mm.

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

7


Hình dáng của cầu thang:
Cầu thang 1 hoặc 2 vế thẳng: hình chữ I
Cầu thang 2 vế gấp khúc vuông: hình chữ L
Cầu thang 2 vế gấp khúc song song: hìn chữ O
Cầu thang 3 vế thẳng và gấp khúc vuông: hình chữ T
Cầu thang 3 vế thẳng và gấp khúc song song: hình
chữ M
Cầu thang 3 vế gấp khúc vuông: hình chữ U
Cầu thang 4 vế vuông góc: hình vuông
Cầu thang 4 vế gấp song song: hình chữ X
Cầu thang 2 vế gấp khúc nhọn: hình chữ V
Cầu thang xoắn
Cầu thang tròn.
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

8

1.2. CẤU TẠO BẬC THANG
– Các lớp cấu tạo bậc thang bằng gạch
– Cấu tạo cốt thép bậc thang bằng BTCT
Bảng 1.3: Chiều dày, khối lượng các lớp cấu tạo
cầu thang
ST
T

Vật liệu

Chiều dày
(mm)

Khối lượng
(KN/m3)

Hệ số tin
cậy

1
2
3
4
5
6
7

Gạch ceramic
Đá mài
Đá hoa cương

Vữa xi măng
Gạch xây
Bản BTCT
Vữa xi măng ( lớp trát)

10
15
20
20
> 80
15

20
20
24
18
16
25
18

1,2
1,2
1,1
1,1
1,1
1,1
1,2

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

9


1.3. CẦU THANG DẠNG BẢN HAI VẾ
1.3.1- Chọn sơ bộ kích thước cầu thang
– Chọn sơ bộ chiều dày bản thang hs = L
25 ÷ 30
(L – nhòp tính toán của bản thang)
– Chọn sơ bộ kích thước các dầm cầu thang:
L
h
h=
;b =
10 ÷ 15
2 ÷3

L = L1 + l
– Nhòp tính toán:
- Sơ đồ tính toán: Cắt một dãy có bề rộng b= 1m để
tính.
hd
Xét tỷ số : h , để xác đònh liên kết giữa bản thang
s
với dầm chiếu nghỉ
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

10


1.3.2- Xác đònh tải trọng lên cầu thang
a- Chiếu nghỉ:
n
G1 = ∑ γ i .δ i .ni .a ( KN / m)
+ Tónh tải
i =1
+ Hoạt tải:
c

p1 = p .n p .a( KN / m)

Tổng tải trọng: q1 = G1 + p1 ( KN / m)
b- Bản thang ( phần bản nghiêng)
+ Tónh tải:
G = g + g + g ( KN / m)
2

1

2

3

g1 = n.γ b .hb .a( KN / m)
c.b
1
g 2 = n.γ g . .a.nb . ( KN / m)
2
L2
g 3 = n.γ v .δ v .a ( KN / m)
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

11


+ Hoạt tải:

l
p2 = p .n p .a. ( KN / m)
L2
c

Tổng tải trọng:
q2 = G2 + p2 ( KN / m)
1.3.3- Tính nội lực
a- Trường hợp 1: sơ đồ tính là dầm gãy khúc có liên
kết tựa ở hai gối
- Đây là hệ tónh đònh, nội lực có thể dùng phương
pháp cơ học kết cấu hoặc dùng các chương trình

tính kết cấu để giải. Có thể tính nội lực như sau:
l
L21
∑ M / B = 0 ⇔ V A ( L1 + l ) = q2 .L2 ( L1 + 2 ) + q1 2
L1
l
∑ M / A = 0 ⇔ VB ( L1 + l ) = q2 .L2 . 2 + q1 .L1 .( 2 + l )
∑X = 0 ⇒ HA = 0
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

12


Xét tại một tiết diện bất kì, cách gối tựa A một
đoạn là x, tính momen tại tiết diện đó:
x
x.L x
M x = V A . x − q 2 . X . ⇔ M x = V A . x − q2 . 2 .
2
l 2
L2
dM
= V A − q2 . .x = Q
l
dx
L2

VA .l
M max ⇔ Q = 0 ⇒ VA − q2 . .x = 0 ⇒ x =
l
q2 .L2

Thay x vừa tìm được vào Mx ta tính được Mmax.
b- Trường hợp 2: sơ đồ tính là dầm gãy khúc có liên kết
ngàm ở hai gối.
c- Trường hợp 3: sơ đồ tính là dầm gãy khúc có liên kết
ngàm ở một gối, gối còn lại liên kết tựa.

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

13


1.3.4- Tính cốt thép
Từ các momen ở nhòp và ở gối theo các sơ đồ tính
khác nhau ta tính cốt thép cầu thang theo cấu kiện
chòu uốn, tiết diện chữ nhật đặt cốt đơn.
Chọn và bố trí cốt thép tương tự như bản sàn
1.3.5- Tính dầm chiếu nghỉ:
Sơ đồ tính dầm CN là dầm đơn giản, có nhòp tính toán
là khoảng cách giữa trục các cột (H.1.5), tải trọng tác
dụng gồm:
– Trọng lượng bản thân dầm:

g d = bd (hd − hs )n.γ b ( KN / m)

– Trọng lượng tường xây trên dầm ( nếu có):
gt = n.γ t .bt .ht ( KN / m)

– Do bản thang truyền vào, là phản lực của các gối
tựa khi tính bản vế 1 và vế 2, được qui về tải phân
VB
bố đều:
m
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

14


– Tổng tải trọng tác dụng lên dầm là:
q = g d + g t + RB ( KN / m)

– Từ đó tính được:

2

M max

q.L3
q.L3

( KN )
=
( KNm ); Q =
8
2

– Tính cốt dọc, cốt đai và bố trí cốt thép.
1.4- CẦU THANG LIMON
– Cầu thang dạng limon thường được dùng khi thiết kế
cầu thang các công trình công cộng, khi bề rộng cầu
thang B >1,5m. Dầm limon giữa có thể được bố trí phía
trên hoặc phía dưới bản thang, do dầm chòu tải nhỏ nên
kích thước tiết diện ngang:
bl1 = 100 ÷ 150; hl1 = 250 ÷ 300

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

15


– Dầm limon phía trong nên chọn kích thước tiết
diện ngang:
1 1
hl 2 = ( ÷ ) L; bl 2 >= bt (L- nhòp của dầm)
8 12
– Chiều dày bản thang

1 1
h
=
(
÷ )B
s
(B- bề rộng cầu thang)
10 16
1.4.1 Bản thang
Bản thang được tính toán như bản sàn, là bản làm
việc một phương hoặc hai phương:
L2
Bx

cos α

Xét tỷ số: L2
– Nếu B. cos α > 2
thì bản làm việc một phương
(bản dầm), cắt theo phương cạnh ngắn B một dãy
có bề rộng b = 1m để tính, sơ đồ tính là một dầm
đơn giản có nhòp là B.
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

16

- Nếu

L2
≤2
B. cos α

thì bản làm việc hai phương ( bản

kê bốn cạnh), sơ đồ tính đơn giản là ô bản liên kết
khớp theo bốn cạnh, hoặc dựa vào tỷ số hd / hs ≥ 3
được xem là ngàm, ngược lại xem là liên kết khớp.
Từ các sơ đồ tính trên, tìm được các giá trò
momen ở nhòp và gối.
– Đối với bản dầm, dễ dàng tìm ra các giá trò momen
ở nhòp và gối.
– Riêng đối với bản kê, các giá trò momen ở nhòp và
gối được tính theo công thức và tra bảng. Từ các
giá trò momen đó tính cốt thép và bố trí cốt thép.
1.4.2. Bản chiếu nghỉ
Chiếu nghỉ được tính toán như bản sàn.
Xét tỷ số:
20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

17

- Nếu

L3
>2
L1

thì bản làm việc một phương ( bản

dầm), cắt theo phương cạnh ngắn một dãy có bề rộng
b= 1m để tính, sơ đồ tính là một dầm đơn giản.
L3
≤2
- Nếu
thì bản làm việc hai phương ( bản
L1

kê bốn cạnh) tính tương tự ô sàn làm việc hai phương
- Từ các sơ đồ tính khác nhau ta tìm được momen tại
nhòp và gối rồi đi tính chọn và bố trí cốt thép tương tự
như bản sàn.
1.4.3. Dầm limon giữa DL1
Sơ đồ tính DL1 được xem là dầm đơn giản, liên kết
khớp ở hai đầu. Nhòp tính toán là L2 , chòu tác dụng
của tải trọng gồm:

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

18


- Trọng lượng bản thân dầm:
g d = bd (hd − hs )n.γ b ( KN / m)
- Trọng lượng lan can: ( tính cụ thể)
- Do bản thang truyền vào có dạng hình thang hoặc
phân bố đều: gb = q2 B (1 − 2β 2 + β 3 ),voiβ = B
2

L2

B
Hoacgb = q2
2

– Tồng tải trọng tác dụng lên dầm DL1 :
q3 = g1 + g lc + g b ( KN / m)

– Sơ đồ tính là dầm đơn giản trên hai gối tựa
– Tính nội lực và tính cốt thép dọc và cốt đai cho dầm

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

19


20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

20


20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

21


20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

22

20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

23


20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

24


20/01/2011 3:16 PM

ThS. Đồng Tâm Võ Thanh Sơn

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

25