Thuyết minh tính toán kết cấu đồ án bê tông cốt thép 1

ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

MỤC LỤC
 Sơ đồ thiết kế..............................................................................................................4
 Số liệu thiết kế............................................................................................................4
 Mặt bằng sàn..............................................................................................................4
 Đặc trưng tính toán của vật liệu................................................................................5
 Chọn sơ bộ kích thước hệ dầm sàn............................................................................5
 Tính toán bản sàn.......................................................................................................6


Sàn bản dầm kích thước 3000x7000...............................................................6



Sàn bản kê kích thước 7000x9000................................................................10

 Tính toán dầm phụ....................................................................................................17
Tiết diện dầm......................................................................................................15
Tải tác dụng.......................................................................................................17
Sơ đồ tính...........................................................................................................18
Giải nội lực........................................................................................................19
Tính toán cốt thép..............................................................................................28
Tính độ võng theo TTGH II...............................................................................30
Tính khe nứt theo TTGH II................................................................................34
Biểu đồ bao và bố trí cốt thép............................................................................35
 Tính toán dầm chính trục B......................................................................................35
Tiết diện dầm......................................................................................................16
Tải tác dụng.......................................................................................................35

Sơ đồ tính...........................................................................................................36

LÊ CÔNG THẾ

Page 1


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Giải nội lực........................................................................................................37
Tính cốt thép......................................................................................................41
Tính toán độ võng theo TTGH II.......................................................................45
Tính toán khe nứt theo TTGH II.......................................................................48
Tính toán biểu đồ bao vật liệu ........................................................................49
Bố trí cốt thép ...................................................................................................49
 Phương pháp thi công mạch ngừng .......................................................................54

KHỐI LƯỢNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN
 Phần bản sàn:


Tính theo sơ đồ đàn hồi, bản đơn.

 Giải nội lực bằng phương pháp cơ học kết cấu (đối với loại ô bản dầm), dùng
bảng tra đối với bản làm việc theo hai phương.
 Phần dầm phụ:
Giải theo sơ đồ đàn hồi, dầm liên tục.
Sử dụng phần mềm SAP để tính toán nội lực cho từng sơ đồ chất tải và biểu đồ bao

mômen.
Tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật, cốt đơn.
Bố trí thép.
 Phần dầm chính(dầm trục B):
Giải theo sơ đồ đàn hồi,dầm liên tục.
Sử dụng phần mềm SAP để tính toán nội lực cho từng sơ đồ chất tải và biểu đồ bao
mô men.
Tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật,cốt đơn.
Bố trí thép theo kinh nghiệm và xây dựng biểu đồ bao vật liệu.
Bố trí lại cốt thép theo kinh nghiệm và so sánh với hình bao vật liệu.
 Thống kê cốt thép:

LÊ CÔNG THẾ

Page 2


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Cho từng loại ô bản, dầm chính, dầm phụ.
Tổng hợp tổng khối lượng cốt thép.
 Khối lượng cốt thép trên một m bê tông cho từng ô bản, dầm phụ dầm chính và cho
toàn mặt bằng sàn.
 Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế:
TCVN 5574_2012: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 2737_1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

TÀI LIỆU THAM KHẢO



Sách “Sàn Sườn Bê Tông Toàn Khối” GS Nguyễn Đình Cống.



Sách “Hướng dẫn đồ án kết cấu BTCT 1” Thầy Võ Bá Tầm.



Sách “Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép, Phần Cấu Kiện Cơ Bản” Phan Quang Minh.



Sách “Kết cấu BTCT -Cấu kiện nhà cửa” Võ Bá Tầm .

LÊ CÔNG THẾ

Page 3


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU
ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1
I. CÁC SỐ LIỆU VÀ SƠ ĐỒ THIẾT KẾ :
1. Số liệu sàn :
Mã đề : 2accd, Bê tông B15(M200)

Giá trị
Ln

2,45 m

L1

7,15 m

L2

7,35 m

P1

320 kG/m2

P2

640 kG/m2

SƠ ĐỒ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI
TL 1/100
1.1

Kích thước sàn :
• Kích thước ô bản dầm điển hình là : L×L = 2450×7150 mm
• Kích thước bản kê 4 cạnh điển hình là : L×L = 7150×7350 mm

1.2

Cấu tạo bản sàn điển hình như hình vẽ trên :

LÊ CÔNG THẾ

Page 4


A BTCT 1

GVHD: Lấ QUANG THễNG

7350

4

BAN SAỉN 2

BAN SAỉN 1

2450

DAM PHUẽ

2450

DAM PHUẽ

7350

2450

3

7350

2

1

7150
A

7150
B

7150
C

D

Sễ ẹO SAỉN 2

Lấ CễNG TH

Page 5


ĐA BTCT 1
1.3

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Vật liệu :
Số liệu tính toán của vật liệu : Bêtông B15(M200)
Số liệu tính toán của vật liệu :
Cường độ chịu nén dọc trục tính
toán là Rb
Cường độ chịu kéo dọc trục tính
toán là Rbt
Hệ số làm việc của bê tông là γb

8,5 (MPa)
0,75 (MPa)
1

Modun đàn hồi là Eb

23000 (MPa)

Cốt thép ϕ6,8 loại AI, cốt thép ϕ>=10 loại AII.

Nhóm thép
thanh

Cường độ chịu kéo, MPa
Cốt thép ngang
Cốt thép dọc

Cường độ

chịu nén

CI , A-I

225

175

225

CII,A-II

280

225

280

Modun đàn hồi E=210000 MPa

2. TÍNH TOÁN BẢN SÀN.
2.1

Chọn số liệu :
Bản dầm :

2.1.1

h = × L = ×2450 = 82 mm
⇒ Chọn h = 100 mm

Bản kê 4 cạnh :

2.1.2
hbk = (

1
1
1
1
¸
) x Ln = ( ¸
) x7150 = (178,8÷158,9) mm
40 45
40 45

⇒ Chọn h = 170 mm.

Dầm phụ :

2.1.3
h= (

1
1
1
1
¸ ) × L = ( ¸ ) ×7150 = (595,8÷446,9) mm
12 16
12 16

⇒ Chọn h = 500 mm
b = (0,25÷0,5) x hdp = (0,25÷0,5) x500 = (125÷250) mm

LÊ CÔNG THẾ

Page 6


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

⇒ Chọn b= 250 mm
Chọn h = 500 mm ; b= 250 mm

Dầm chính :

2.1.4

Theo trục A,B,C,D :
1
8

hdc = ( ¸

1
1 1
) x Ldc = ( ¸ ) x 7350 = ( 918,8- 612,5) mm
12

8 12

bdc= (0,25÷0,5) x hdc = (0,25÷0,5) x700 = (175÷350) mm
⇒ Chọn h= 700 mm , b= 300 mm

Theo trục 1,2,3,4:
1
8

hdc = ( ¸

1
1 1
) x Ldc = ( ¸ ) x 7150 = ( 893,8- 595,8) cm
12
8 12

bdc= (0,25÷0,5) x hdc = (0,25÷0,5) x700 = (175÷350) mm
Chọn h= 700 mm, b= 300 mm

2.2

Loại bản 1

2.2.1

Xác định loại bản sàn :

Xét tỷ số giữa 2 cạnh : =

715
= 2,92 > 2
245

⇒ Đây là loại bản dầm,bản 1 phương. Tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn
(phương L), do đó khi tính toán có thể tưởng tượng cắt ra một dải có chiều rộng một mét
theo phương cạnh ngắn để xác định nội lực và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo
phương

L.Ta có sàn sườn toàn khối bản dầm. Các dầm từ Trục A → Trục D là dầm

chính. Các dầm ngang từ giữa Trục 2 → Trục 3 là dầm phụ.
2.2.2

Chọn sơ đồ tính :

Để tính bản, ta cắt một dải rộng b = 1m vuông góc với dầm phụ và xét 1 bản đơn ta có:
=

50
=5>3
10

⇒ Đây là bản dầm 2 đầu ngàm.

LÊ CÔNG THẾ

Page 7

A BTCT 1

GVHD: Lấ QUANG THễNG

2450

3
BAN SAỉN 1

2450

7350

DAM PHUẽ

2450

DAM PHUẽ

2

7150
A

7150
B

7150
C

D

S BN DM
TL 1/100
2.2.3

Xỏc nh ti trng :

Tnh ti tớnh toỏn tỏc dng lờn sn :
Stt
1
2
3
4

Cỏc lp cu to
sn
Gch ceramic
Lp va lút
Bn sn
Lp va trỏt

Khi lng th tớch
(kG/m3)
2000
1800
2500
1800
Tng

B dy
(m)
0,01
0,03
0,1
0,02

H s vt
ti n
1,1
1,2
1,1
1,2

Tng
(kG/m2)
22
64,8
275
43,2
405

Hot ti tớnh toỏn tỏc dng lờn sn:
Ptt = ptc x n = 640 x 1,2 = 768 kG/m2.
- Tng ti tớnh toỏn tỏc dng lờn sn:
qtts = (ptts + gtts) x b = (768+405) x 1=1173 kG/m2
-

Ta tớnh ni lc bn sn theo s n hi. Xem nhp tớnh toỏn l nh nhau v
bng 2450 mm.

Lấ CễNG TH

Page 8


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

250

250

300

300
2450

2450

2450

7350

qtt=1173 kG/m2

2450

2450

586,74 kG.m

2450

586,74 kG.m

293,37 kG.m

2.2.4

586,74 kG.m

293,37 kG.m

586,74 kG.m

293,37 kG.m

Tính cốt thép :

Từ các giá trị moment ở nhịp và ở gối. Ta tính cốt thép giả thiết a = 1,5cm
Trình tự được tính toán như sau :
• Tính : h0 = h - a = 10-1,5 = 8,5cm
M

• Tính : α = γ .R .b.h
b
b
0

• Tính: ξ = 1 - 1- 2αm
ξγ b Rb bh0
Rs
As
• Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép : µ = b.h
0

⇒ Diện tích cốt thép sẽ là : As =

Nếu µ = 0,05% ≤ µ = ≤ µ
Hàm lượng cốt thép hợp lý : 0,3 ≤ µ ≤ 0,9
2.2.5

Kết quả cốt thép có trong bảng sau :
Tiết
diện
Gối
Nhịp

M
(KG.m)
586,74
293,37

α

ξ

0,096 0,101
0,048 0,049

Astt
(cm)
3,23
1,57

Φ
10
8

A
s
125
150

A
6,28
3,35

µ=
0,74 %
0,394 %

Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện :
=

7,15
= 2,92 ⇒ As, pb ≥ 20% Ast = 0,2 × 3,35 = 0,67 cm2
2, 45

Chọn φ6 a 250

LÊ CÔNG THẾ

Page 9


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Cốt thép cấu tạo chọn theo điều kiện :
Asct ≥ { Φ6a200; 50%As }= 50% x3,35=1,1675 cm2
Chọn φ6 a 200
2.2.6

Bố trí cốt thép :

1
2

3

613

4

3

613

2

2450

3

4

613

613

613

613

613

613

3
613

613

613

613

613

613

3

613

3

613

3

613

2

613

613

1

2450

4

4

613

4

613

613

4

2450

613

613

613

613

613

613

3

613

3

613

3

613

613

613

1

3

613

613

613

1
3

3
2

7150
A

Chú thích:

7150
B

7150
C

1
D

Thanh số 1: φ6 a 250
Thanh số 2: φ8 a 150
Thanh số 3: φ10 a 125
Thanh số 4 : φ6 a 200

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT BẰNG

LÊ CÔNG THẾ

Page 10


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG
613 250 613
1

700

Φ6
a250

613 250 613

613 300

3
Φ8
a150

1

Φ6
a250

2

2450

1
Φ8
a150

1

Φ6
a250

2

2450

100

300 613

1

2450

7350
2

3
Φ10
a125

Φ10
a125

3

Φ10
a125

3
Φ8
a150

3

Φ10
a125

3

2

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT 1-1
2.2.7
f1=

Kiểm tra độ võng bản dầm :

4
5 qs tt .l14 5 x1173 x 2, 45 x12
=
= 0,00287 m=2,87 mm
x
384 x 23 x108 x0,13
384
EI

Theo TCVN 5574-2012 bảng 4 ta có: [f]=

L
2450
=
=12,25 mm >f1 =2,87mm

200 200

⇒ Sàn thoả điều kiện về độ võng.

2.3

Loại bản 2 :

2.3.1

Xác định loại bản sàn :

Xét tỷ số giữa 2 cạnh : =

735
=1,03 < 2
715

⇒ Đây là loại bản kê 4 cạnh. Tải trọng làm việc theo hai phương (phương L và
phương L). Các dầm từ Trục A → Trục D là dầm chính và các dầm ngang từ Trục 1 →
Trục 4 là dầm chính
Chọn kích thước bản điển hình là L×L= 7150×7350 mm
2.3.2

Chọn sơ đồ tính :

Ta có :
hdc ( A, B ,C , D )
hbk
hdc (1,2,3,4)

hbk

=

=

700
= 4,12 > 3
170
700
= 4,12 > 3
170

Đây là bản ngàm vào dầm thuộc vào sơ đồ 9.

LÊ CÔNG THẾ

Page 11


ĐA BTCT 1

2.3.3

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Xác định tải trọng :

Tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn
Stt

Các lớp cấu tạo

Khối lượng thể tích

Bề dày

Hệ số vượt

Tổng

sàn
Gạch ceramic
Lớp vữa lót
Bản sàn
Lớp vữa trát

(kG/m3)
2000
1800
2500
1800
Tổng

(m)
0,01
0,03
0,17
0,02

tải n
1,1
1,2
1,1
1,2

(kG/m2)
22
64,8
467,5
43,2
597,5

1
2
3
4

-

Hoạt tải tính toán tác dụng lên sàn:
Ptt = ptc x n = 320 x 1,2 = 384 KG/m2.
Tổng tải tính toán tác dụng lên sàn:
qtts = (ptts + gtts) x b = (384+597,5) x 1= 981,5 KG/m2.

2.3.4

Xác định nội lực :

Ta có : α = =

735
=1,03 <2
715

Tra bảng PL6 sách Sàn sườn bê tông toàn khối - GS Nguyễn Đình Cống cho các trị sau :
m91 = 0,0183

m92 = 0,0175

k91 = 0,0428

k92= 0,0404

Từ đó ta tính được các giá trị về môment bằng công thức sau :
. qtts.L1 .L2
. qtts .L1 .L2

2.3.5

=

. qtts .L1 .L2

=

.qtts .L1 .L2

Tính cốt thép :

Từ các giá trị moment ở nhịp và ở gối. Ta tính cốt thép giả thiết a = 1,5 cm
Trình tự được tính toán như sau :

• Tính : h = h-a = 17-1,5 = 15,5 cm
•
•

Tính : α =
Tính: ξ = 1-

LÊ CÔNG THẾ

Page 12


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG
ζ = 1-0,5×ξ

Diện tích cốt thép sẽ là : A = ξγ b Rb bh0
s

•

Rs

•

Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép : µ =

Nếu µ = 0,05% ≤ µ = ≤ µ

2.3.6

Kết quả cốt thép có trong bảng sau :
Tiết

M

diện
M1
M2
MI
MII

(kG.m)
946,4
900,2
2208,6
2084,5

Astt

α

ξ

0,046
0,044
0,108

0,102

0,976
0,977
0,943
0,946

A
s
150
150
125
125

Φ
8
8
10
10

(cm)
2,78
2,64
5,40
5,08

µ=

A
3,35

3,35
6,28
6,28

0,23%
0,23%
0,41%
0,41%

Bố trí cốt thép :

2.3.7

2
1

1788

2
1

1788

1788

2

2
1

1788

1788

2

2

2

2

1788

1788

1788

1

2

7350

1788

1788

1788

1788

3

2
2

7150
A

7150
B

Chú thích:

7150
C

D

Thanh số 1: φ8 a 150
Thanh số 2: φ10 a 125

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT BẰNG
Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện :
=

7,35
= 1,03 ⇒ As, pb ≥ 20% Ast = 0,2 × 6,28 = 1,256 cm2
7,15

Chọn φ6 a 200 (Aspb = 1,41 cm2)

LÊ CÔNG THẾ

Page 13


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

300

1788

1788

700

Φ6
a200
Φ8
a150

Φ 10
a125

3

Φ8
a150

1

300

1788
Φ6
a200

2

3

Φ8
a150

1

7150

Φ8
a150

1

1

3575

10725

A

B
Φ 10

a125

2

Φ 10

a125

2

Φ8

a150

1

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT
2.3.8

Kiểm tra về độ võng :

Mô hình trong phần mềm SAFE thì ta được độ võng :
f1= 23,43mm

Theo TCVN 5574-2012 bảng 4 ta có: [f]= 25 mm >f1 =23,43 mm
⇒ Sàn thoả điều kiện về độ võng.

3. Tính dầm :
LÊ CÔNG THẾ

Page 14


ĐA BTCT 1
3.1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG
Sơ đồ truyền tải :

LÊ CÔNG THẾ

Page 15