Đồ án bê tông 1 sàn sườn toàn khối (sàn 2 phương )

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG
VẬN TẢI
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CÁU XÂY DỰNG
SVTH
MSSV
Lớp
Số hiệu đề

ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG

: BÙI VĂN PHƯỚC
: 5451101079
: XDDD&CN 2 k54
: A8B8C8

I. Số liệu thiết kế:
Sàn BTCT kích thước và cấu tạo như hình dưới, với các số liệu được cho trong bảng 1.
p tc (kN / m 2 )
Hoạt tải tiêu chuẩn trên sàn là
.

Bảng 1
STT
Nhịp dầm phụ L1 (m)
Nhịp dầm chính L2 (m)
Hoạt tải tiêu chuẩn trên sàn

p tc (kN / m 2 )

A
B

8
4,5
8,2

C

4,5

II. Nội dung, yêu cầu:
A. Thuyết minh (đánh máy A4)
1. Lựa chọn tiết diện các cấu kiện (dầm, sàn) điển hình.
2. Tính toán tải trọng tác dụng lên các cấu kiện.
3. Tính toán nội lực các loại cấu kiện (sàn, dầm phụ, dầm chính) điển hình.
4. Tính toán, lựa chọn và bố trí cốt thép cho các cấu kiện điển hình.
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page1


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

B. Bản vẽ (01 bản A1)
1. Mặt bằng tổng thể các cấu kiện sau khi đã lựa chọn kích thước

2. Mặt cắt bố trí thép sàn điển hình.
3. Cấu tạo thép dầm phụ (mặt cắt ngang, mặt cắt dọc).
4. Cấu tạo cốt thép dầm chính, biểu đồ bao vật liệu.
5. Lập bảng thống kê cốt thép
Ngày giao đồ án………………..
…………………
Giảng viên hướng dẫn

1.SƠ ĐỒ VÀ KÍCH THƯỚC SƠ BỘ.
1.1 Sơ đồ kết câu sàn.
•
•
•
•

l2 4.5
=
= 1.09 < 2
l1 4.1

Xét ô bản có :
Nhịp bản lb=l1=4100mm
Nhị dầm sàn lds=l2=4500mm
Nhịp đàm chính ldc=8200mm

bản làm việc hai phương

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page2

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

4500

E

4500

D

4500

C

4500

B

A

4100

4100

4100

4100

8200

1

4100

8200

4100
8200

3

2

4100

4100
8200

4

5

1.2 Lựa chọn kích thước .

hb = (
•

Chiều dày bản sàn .

1 1
÷ )lb = 102.5 ÷ 82mm
40 50

hdp = (
•

•

2

Chiều dày dầm phụ.

Chiều dày dầm chính .

chọn hb=100 mm

1 1
÷ )ldp = 375 ÷ 225mm
20 12

bdp = (0.25 ÷ 0.5)hdp = 87.5 ÷ 175mm
1 1
hdc = ( ÷ )ldc = 683 ÷ 1025mm
8 12

chon hdp =350 mm

chọn bdp=200 mm

chọn hdc=700 mm

bdc = (0.25 ÷ 0.5) hdc = 175 ÷ 300mm

chon bdc=300 mm

: THIẾT KẾ Ô BẢN.

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page3


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

Thiết kế ô sàn với hb=100 mm
L1

•

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

L

• Momen tác dụng vào ô bản .

M1A
M2B

M2

l02

M1

M2B

M1A
l01

15

100

30 10

2.1 Xác định tải trọng đơn vị tác dụng lên ô sàn.

+ Tĩnh tải.
Các lớp

1.Gạch lát
2.vửa lót
3.Bản BTCT
4.Vửa trát

0.01 x 20 = 0.2 kN/m2
0.03 x 18 = 0.54 kN/m2

0.1 x 25 = 2.5 kN/m2
0.015 x 18 = 0.27 kN/m2

Giá trị
Hệ số
tiêu
vượt
chuẩn
tải n
0.2
1.1
0.54
1.2
2.5
1.1
0.27
1.2
TỔNG CỘNG

Giá trị tính
toán
G
0.22
0.648
2.75
0.324
=3.942KN/m2

+Hoạt tải .
Ptc x n = 4.5 x 1.2= 5.4 kN/m2

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page4


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

*Tổng tải tác dụng lên sàn .
q = G + P =3.942 + 5.4 = 9.342 kN/m2
•

Xác định nhịp tính toán của ô bản .

lt 2 = L1 − bdp = 4500 − 200 = 4300 mm

lt1 = L − bdc = 4100 − 300 = 3800mm
2.2 Nội lực của ô bản
•

•

Vì bản làm việc theo hai phương và 4 phía đều có liên kết ngàm cứng nên ta xác
định Momen như sau.
r=

lt 2 4300
=
= 1.1

lt1 3800

( tra bảng 2.2 sàn sườn bê tông toàn khối của tác giả Nguyễn
Đình Cống ) ta được các giá trị
θ = 0.9
A1, B1 = 1.3
A2, B2 = 1.2

M1 =
•

q.l012 .(3l02 − l01 )
12 D

Momen M1 tính theo công thức
( với
D=(2+A1+B1).lt2+(2ɵ+A2+B2).lt1)
• Khi cốt thép để chịu momen dương đặt đều theo mỗi phương trong toàn ô bản nên
ta có D:
D=(2+A1+B1).lt2+(2ɵ+A2+B2).lt1=(2+1.3+1.3)*4.3 + (2*0.9+1.2+1.2)*3.8 =35.74
•

Mome M1 được tính

M1 =
•
•

q.lt21.(3lt 2 − lt1 ) 9.342*3.82 *(3*4.3 − 3.8)
=

= 2.86kN .m
12 D
12*35.74

Tính M2 , MA1 , MB1

M 2 = θ * M 1 = 2.86*0.9 = 2.57 kN

M A1 = A1 * M 1 = 2.86*1.2 = 3.432kN
M B 2 = B2 * M 1 = 2.86*1.3 = 3.718kN
2.3 Thiết kế cốt thép cho ô bản.
2.3.1 Tính cốt thép
• Vật liệu BTCT B30 có Rb = 17.0 Mpa.
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page5


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

•

Cốt thép AI có Rs = 225 Mpa.( được sử dungnj cho thép sàn và thép đai )
ξ D = 0.36
• Nội lực theo sơ đồ dẻo, hệ số hạn chế vùng nén
;
α D = ξ D *(1 − 0.5* ξ D ) = 0.36*(1 − 0.5*0.36) = 0.295
•

Với h=100mm Giả thiết với bề rộng b=1m=1000mm , ao=20mm ,
ho= h – ao=100-20=80mm
a

.

a

a

b

b

Momen Âm

Momen Duong

•

a

Theo phương cạnh ngắn lt1
 Trường hợp momen dương M2=2.574 kNm

M2
2.574*106
αm =
=

= 0.023 < α D = 0.295
Rb .b.h0 2 17 *1000 *802

γ = 0.5*(1 + 1 − 2α m ) = 0.5*(1 + 1 − 2*0.023) = 0.988
M2
2.574*106
As =
=
= 144.73mm 2
Rsγ ho 225*0.988*80

µ=

As 144.73*100
=
= 0.18% > µmin = 0.1%
bho
1000*80

 Trường hợp momen âm M2B=3.718 kNm

M 2B
3.718*106
αm =
=
= 0.034 < α D = 0.295
Rb .b.h0 2 17 *1000*80 2

γ = 0.5*(1 + 1 − 2α m ) = 0.5*(1 + 1 − 2*0.034) = 0.982
As =

µ=

M 2B
3.718*106
=
= 210.3mm 2
Rsγ ho 225*0.982*80

As 210.3*100
=
= 0.262% > µmin = 0.1%
bho
1000*80

• Theo phương cạnh dài lt2
 Trường hợp momen dương M1=2.86 kNm

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page6


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

M1
2.86*106
αm =

=
= 0.0262 < α D = 0.295
Rb .b.h0 2 17 *1000*802

γ = 0.5*(1 + 1 − 2α m ) = 0.5*(1 + 1 − 2*0.0262) = 0.986
M1
2.86*106
As =
=
= 161.14mm 2
Rsγ ho 225*0.986*80

µ=

As 161.14*100
=
= 0.201% > µmin = 0.1%
bho
1000*80

 Trường hợp momen âm M1A=3.432 kNm

αm =

M 1A
3.432*106
=
= 0.0315 < α D = 0.295
Rb .b.h0 2 17 *1000*80 2

γ = 0.5* (1 + 1 − 2α m ) = 0.5*(1 + 1 − 2*0.0315) = 0.984
As =

µ=

M1A
3.432*106
=
= 193.76mm 2
Rsγ ho 225*0.984*80

As 193.76*100
=
= 0.242% > µmin = 0.1%
bho
1000*80

2.3.2 Chọn và bố trí cốt thép

φ≤
+ Cốt thép chịu lực: sử dụng cốt thép
+chọn cốt thép:

φ6

h
= 10mm
10

as =

- Diện tích thanh thép
a=

-Khoảng cách cốt thép

πφ 2
= 0.785φ 2
4
bas
As

2.3.2.1 Cốt thép chịu lực

φ = 6mm
Bố trí theo phương cạnh ngắn lt1 với
+Bố trí với momen dương M2 = 2.574 kNm
bas 1000*0.785*62
a=
=
= 195mm
As
144.73
Khoảng cách cốt thép
amin ≤ a ≤ amax
Chọn a=200mm do
( với amax=200mm và amin=70mm)
•

φ 6a 200

Chọn
+Bố trí với momen dương M2B = 3.718kNm
ba 1000*0.785*6 2
a= s =
= 134.4mm
As
210.3
Khoảng cách cốt thép
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page7


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Chọn a=200mm do
Chọn
•

amin ≤ a ≤ amax

φ 6a150

( với amax=200mm và amin=70mm)

φ = 6mm
Bố trí theo phương cạnh dài lt2 với
+Bố trí với momen dương M1 = 2.86 kNm

ba 1000*0.785*6 2
a= s =
= 200mm
As
161.14
Khoảng cách cốt thép
amin ≤ a ≤ amax
Chọn a=200mm do
( với amax=200mm và amin=70mm)

φ 6a 200

Chọn
+Bố trí với momen dương M1A = 3.432 kNm
ba 1000* 0.785*62
a= s =
= 145mm
As
193.76
Khoảng cách cốt thép
amin ≤ a ≤ amax
Chọn a=150mm do
( với amax=200mm và amin=70mm)
Chọn

φ 6a150

2.3.2.2 bố trí cốt thép chịu lực và như hình vẽ

Hình ảnh bố trí thép chịu lực trong hệ cột dầm sàn

Tiến hành bố trí cốt thép theo các bước ( với lt là cạnh dài trong bản )
- Bố trí theo phương cạnh ngắn trước ở đây thanh số 1 trên hình thanh có chiều dài

φ 6a 200

-

lt1 =3.8m
Bố trí theo cạnh dài ở đây thanh số 2 trên hình thanh có chiều dài lt2 =4.3 m

φ 6a150

Bố trí thép chịu momen âm ở gối gàm và đầm ,ở đây thanh số 3 và thanh số 4
+ vì p<3g nên v=0.25 chiều dài thanh số 4
2vlt + bd = 2*0.25*4.5+0.1 = 2.35 m chọn 2,4m
+thanh số 3 >=0.125lt +0.5bd =0.125*4.5+0.1=0.64m lấy 1.1m cho quá trình thi
công dễ dàng
2.3.2.3 Chọn và bố trí cốt thép phân bố - cấu tao
• Đối với bản là liên kết ngàm 4 cạnh , xét cho dải bản rộng 1m thì diện tích cốt thép
-

phân bố

>= 0.2As =0.2*144.73=28.946 mm2 chon

φ 6a 200

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page8

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

3 :THIẾT KẾ DẦM PHỤ
3.1 Sơ bộ kích thước tiết diện .

hdp = (
•

1 1
÷ )ldp = 375 ÷ 225mm
20 12

bdp = (0.25 ÷ 0.5) hdp = 87.5 ÷ 175mm

chon hdp =350 mm
chọn bdp=200 mm

3.2 Lựa chọn sơ đồ tính .
• Dâm phụ liên tục truyền trực tiếp tải trọng lên dầm chính nên gối tựa là các dầm
chính trực giao với nó
• Khoàng cách nhịp l0 = L1-bdc = 4.5 – 300 = 4.2 m

hb=100
4500
4200

4500
4200

4500
4200

4500
4200

3.3 Xác định tải trọng
3.3.1 Tĩnh tải.
• Trọng lượng bản thân dầm phụ.

g 0 = n.γ bt .bdp .( hdp − hb ) = 1.1* 25*0.2*(0.35 − 0.1) = 1.375kN / m
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page9


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1
•

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Tĩnh tải từ sàn truyền vào.

g1 = gbs .l0 = 3.942* 4.3 = 16.95kN / m

3.3.2 Hoạt tải
• Hoạt tải từ bản sàn truyền vào.

pdp = ps .l0 = 5.4* 4.5 = 24.3kN / m

3.4 Tính toán nội lực cho dầm
Sử dụng phân mềm sap2000 để xá định nội lực( trọng lưởng bản thân dầm sẽ khai báo
và phần mềm tự động tính trong quá trình chạy nội lực )
3.4.1 Tĩnh tải sàn
• Tĩnh tải sàn truyền vào dầm với dạng hình tam giác có đọ lớn lớn nhất ở giữa dầm
là

g1 = g bs .l0 = 3.942* 4.5 = 16.95kN / m

3.4.2 Hoạt tải
3.4.2.1 Hoạt tải nhịp lẻ (HT1)
Truyền từ sàn vào dầm với dạng tam giác có đọ lớn là. Pdp=24.3kN/m

3.4.2.2 Hoạt tải nhịp chẵn.(HT2)

Truyền từ sàn vào dầm với dạng tam giác có độ lớn là. Pdp=24.3kN/m

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page10


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

3.4.3 Tổ hợp tải trọng.
• Xét cho TH1 ( TT +HT1)

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Biểu đồ lực cắt

Biểu đồ momen

•

Xét cho TH2 ( TT +HT2)
Biểu đồ lực cắt

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page11


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Biểu đồ momen

•

Xét cho TH3 ( TT +0.9HT1+0.9HT2)
Biểu đồ lực cắt

Biểu đồ momen

•

Xét cho THB =( TH1+TH2+TH3)
Biểu đồ bao lực cắt

Biểu đồ bao momen

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page12


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

3.4.4 Tổ hợp nội lực.
• Xac định các giá trị Mmax, Mmin,Qmax từ biểu đồ momen và biểu đồ bao nội lực như
sau.

Nhịp

*******
1
2
3
4

GIÁ TRỊ NỘI LỰC

Lực

M (kNm)
V (kN)
M (kNm)
V (kN)
M (kNm)
V (kN)
M (kNm)
V (kN)

Đầu nhịp
4.28
-43.45
-55.33
-57.17
-36.91
-50.40
-54.51
-64.35

giữa nhịp
55.34
14.65
39.70
-6.60
39.70
6.60
55.34
-14.65

Cuối nhịp

-54.51
64.35
-36.91
50.40
-55.33
57.20
4.28
43.45

•
3.5 Thiết kế cốt thép cho dầm
• Một phần bản sàn được đúc liền với dầm nên ta tính dầm theo tiết diện hình chữ T
với bản cánh chịu nén ta có tiết diện như hình vẽ
Với h=350mm ; hf=100 mm;Sf= ?
;b=200mm
f
Ta tính :
1
1
S f ≤ ld = * 4200 = 700mm
6
6
S f = 6h f = 6*100 = 600mm(TM )
b f = b + 2h f = 200 + 2*600 = 1400mm

Sf

Sf

h

hf

b

b
•

Xác định vị trí trục trung hòa.
Giả sử a=35mm => h0=h-a=350-35=315mm
M f = Rb .b f .h f .( ho −

hf

) = 17 *103 *1.4*0.1*(0.315 − 0.05) = 630.7 kNm

2
M max = 55.34kNm < M f = 630.7 kNm

TTH đi qua cánh tính cốt thép theo diện tích hình chữ nhật bfxbdp=1400x350 mm
3.5.1 Tính toán cốt dọc .
• Bê tông B30 có Rb=17Mpa
• Cốt thép AII có Rs=280Mpa nội lực tính theo sơ dồ đàn hồi
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page13


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

•

Với tiết diện b=200 ,h=350 giả thiết a0=35mm => ho=315 mm
γ b = 1 ξ R = 0.573
• Hệ số điều kiện làm việc
3.5.1.1 Tiết diện ở giữa nhịp dầm.
• Tương ứng với giá trị momen dương , bản cách chịu nén do đó tính cốt thép theo
tiết diện hình chữ nhật bxhdp=1400*350mm
• Giả sử a=30mm => h0=h-a=350-35=320mm

αm =

M
Rbbho 2

tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi tra bảng PHỤ LỤC 17 được

ξ = 1 − 1 − 2α m ≤ ξ R = 0.573

hoặc ta tính từ công thức
γ = 1 − 0.5ξ
điều kiện tính
.

As =
- tính diện tích cốt thép

ξ

. khi thỏa mản những

M
Rsγ h0
µ=

As
bh 0

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép
a
• Bảng tính cốt dọc cho dầm phụ chịu momen dương.
Nhịp M
a
As
h
0
kNm
mm
mm2
mm

Chọn thép

As
tương
ứng
2φ16 + 2φ14
710

(%)

1

55.34

320

30

0.0227

0.989

0.0229

625

0.16

2

39.70

320

30

0.0163

0.992

0.0164

447

3φ14

462

0.10

3

39.70

320

30

0.0163

0.992

0.0164

447

3φ14

462

0.10

4

55.34

320

30

0.0227

0.989

0.0229

625

2φ16 + 2φ14

710

0.16

3.5.1.2 Tính toán tiết diện gối
• Tương ứng với giá trị momen âm , bản cách chịu kéo nên ta bỏ qua phần vương

của cánh do đó tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật bxh=200*350mm
• Giả sử a=30mm => h0=h-a=350-35=320mm

αm =

M
Rbbho 2

tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi tra bảng PHỤ LỤC 17 được

ξ = 1 − 1 − 2α m ≤ ξ R = 0.573

hoặc ta tính từ công thức
γ = 1 − 0.5ξ
điều kiện tính
.

As =
- tính diện tích cốt thép

ξ

. khi thỏa mản những

M
Rsγ h0

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page14

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

µ=

Nhịp

As
bh 0

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép
a
• Bảng tính cốt dọc cho dầm phụ chịu momen âm.
Vị
M
a
γ
As
h
0
trí
kNm
mm
mm2
mm

1

Đ
C

4.58
-54.52

320
320

30
30

0.013
0.157

0.013
0.171

0.993
0.914

52
666

2φ16 + 2φ14

As
tương
ứng

….
710

2

Đ

-55.33

320

30

0.159

0.174

0.913

677

2φ16 + 2φ14

710

1.1

C

-36.91

320

30

0.106

0.112

0.944

437

3φ14

462

0.72

Đ

-36.91

320

30

0.106

0.112

0.944

437

3φ14

462

0.72

C

-55.33

320

30

0.159

0.174

0.913

677

2φ16 + 2φ14

710

1.1

Đ

-54.52

320

30

0.157

0.171

0.914

666

2φ16 + 2φ14

710

1.1

C

4.28

320

30

0.013

0.013

0.993

52

…

…

…

3

4

Chọn thép

…

(%)

…
1.1

Chú ý: tại 2 điểm đầu dầm vì giá trị momen gây ra là dương và rất nhỏ nên ta
tiến hành bố trí kéo dài thanh thép chịu lưc vừa đảm bảo cho quá trình thi
công dễ dàng và đạt đỘ an toàn tuyệt đối
3.5.2 Tính toán cốt đai.
Tính cốt đai cho tiết diện cho gối có lực cắt lớn nhất Q = 64.35 kN.
Kiểm tra điều kiện tính toán:
ϕb3 (1 + ϕf + ϕn ) γ b R bt bh o
= 0,6 × (1 + 0 + 0) × 1× 1, 2.103 × 0, 2 × 0,35 = 50, 4 kN
Q > ϕb3 (1 + ϕf + ϕn ) γ b R bt bh o

⇒
⇒ bêtông không đủ chịu cắt, cần phải tính cốt đai chịu cắt.
Chọn cốt đai þ6(asw = 28,3 mm2), số nhánh cốt đai n = 2.
Xác định bước cốt đai:
s max

ϕb4 ( 1 + ϕn ) γ b R bt bh o2
=
Q
1,5 × ( 1 + 0 ) × 1× 1, 2 × 200 × 320 2
=
= 572,86 mm
64,35.103

 h 350
= 175 mm
 =
s ct ≤  2
2


150 mm

Chọn s = 150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm.
Kiểm tra:
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page15


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

ϕw1 = 1 + 5

E s na sw
21.104
2 × 28,3
= 1+ 5×
×
= 1,61
3
E b bs
32,5.10 200 ×150

ϕb1 = 1 − βR b = 1 − 0,01× 17 = 0,83
0,3ϕw1ϕb1γ b R b bh o
= 0,3 × 1,61× 0,83 × 1× 17.103 × 0, 2 × 0,32 = 436.2 kN
Q < 0,3ϕw1ϕb1γ b R b bh o
⇒

Kết luận: dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.
 3h dp 3 × 350
=
= 262,5 mm

s ct ≤  4
4
500 mm

Đoạn dầm giữa nhịp:
Chọn s = 200 mm bố trí trong đoạn L/2 ở giữa dầm.
3.5.3 Kiểm tra neo, nối cốt thép
 Nhịp biên bố trí 414+416 có As = 1420 mm2, neo vào gối416 có
As =
1
× 1420 = 473
3
804 mm2 >
mm2.
 Các nhịp giữa bố trí 614 có As = 923 mm2, neo vào gối 414 có As = 616 mm2 >
1
× 923 = 308
3
mm2.
 Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên là 200 mm > 10d = 160 mm và vào các gối
giữa là 320 mm = 20d.
 Tại nhịp biên nối 2 thanh số 1 (2d14) và 5 (2d16). Chọn chiều dài đoạn nối là 360
mm > 20d = 320 mm.
 Tại gối 2 nối 2 thanh số 4 (2d16) và 8 (2d16). Chọn chiều dài đoạn nối là 320 mm =
20d.

4 :THIẾT KẾ DẦM CHÍNH
4.1 Sơ đồ tính
•

Chiều dày dầm chính .

1 1
hdc = ( ÷ )ldc = 683 ÷ 1025mm
8 12

chọn hdc=700 mm

bdc = (0.25 ÷ 0.5) hdc = 175 ÷ 300mm

ltt = L2 − bdp = 8, 2 − 0.2 = 8m

chon bdc=300 mm

Nhịp tính toán :
4.2 Xác định tải trọng
Tải trọng tác dụng lên dầm chính gồm trọng lượng bản thân go, phần tải trọng từ
bản truyền vào g1, p1 và tải trọng từ dầm phụ truyền vào G1, P dưới dạng lực tập trung.
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page16


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

4.2.1 Tĩnh tải
Trọng lượng bản thân dầm chính:
g o = n × γ bt × (h dc − h s ) b dc = 1,1× 25 × ( 0,7 − 0,1) .0,3 = 4,95
Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào dạng hình tam giác:
g1 = g s × L1 = 3,942 × 4,1 = 16,16
-Tổng tĩnh tải:

kN/m

kN/m

g dc = g o + g1 = 4,95 + 16,16 = 21,11

kN/m
-Tải trọng từ dầm phụ truyền vào: (dạng tải tập trung) gồm trọng lượng bản thân
dầm phụ và tĩnh tải sàn truyền vào dầm phụ, xét tại gối có phản lực lớn nhất:
G1=57,86KN

4.2.2 Hoạt tải
Hoạt tải truyền từ sàn truyền vào dầm chính dạng hình tam giác
P1 = Ps × L1 = 5, 4 × 4,1 = 22,14
kN
Hoạt tải truyền vào dầm phụ rồi truyền vào dầm chính xét tại vị trí có phản lực lớn
nhất
P=35,03KN

Sử dụng phân mềm sap2000 để xá định nội lực( trọng lưởng bản thân dầm sẽ khai báo
và phần mềm tự động tính trong quá trình chạy nội lực )
4.2.3 Tĩnh tải sàn

• Tĩnh tải sàn truyền vào dầm với dạng hình tam giác có đọ lớn lớn nhất ở giữa dầm
là

g1 = gbs .l0 = 3.942* 4.1 = 16.16 kN / m

•

Tĩnh tải từ dầm phụ tác dụng vào dầm được quy về tải tập trung g=57.86kN

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page17


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

4.2.4 Hoạt tải
4.2.4.1 Hoạt tải nhịp lẻ (HT1)
Truyền từ sàn vào dầm với dạng tam giác có đọ lớn là. Pdp=22.14kN/m
Hoạt tải tập trung từ dầm phụ truyền vào là P=35.03kN

4.2.4.2 Hoạt tải nhịp chẵn.(HT2)

Truyền từ sàn vào dầm với dạng tam giác có độ lớn là. Pdp=22.14kN/m
Hoạt tải tập trung từ dầm phụ truyền vào là P=35.03kN

4.2.5 Tổ hợp tải trọng.
• Xét cho TH1 ( TT +HT1)

Biểu đồ lực cắt

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page18


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Biểu đồ momen

•

Xét cho TH2 ( TT +HT2)
Biểu đồ lực cắt

Biểu đồ momen

•

Xét cho TH3 ( TT +0.9HT1+0.9HT2)
Biểu đồ lực cắt

Biểu đồ momen

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page19


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1
•

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Xét cho THB =( TH1+TH2+TH3)
Biểu đồ bao lực cắt

Biểu đồ bao momen

4.2.6 Tổ hợp nội lực.
•

-Xác định các giá trị Mmax, Mmin, Qmax trên từng nhịp dầm từ biểu đồ bao momen và bao
lực cắt,ta được bảng tổng hợp như sau:
Nhịp
Mmax
Qtư
MmaxQtư
Qmax
Mtư
+
1
175,20
44,69
-159,62
140,49

-166,46
274,16
2

197,13

44,69

288,45

-149,08

143.89

-187,73

3

197,13

49,04

228,45

-143,89

149,08

-166,46

4

175,20

59,60

274,16

70,50

159,62

-101,30

•
4.3 Thiết kế cốt thép cho dầm
• Một phần bản sàn được đúc liền với dầm nên ta tính dầm theo tiết diện hình chữ T
với bản cánh chịu nén ta có tiết diện như hình vẽ

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page20


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Với h=370mm ; hf=100 mm;Sf= ?
;b=300mm

Ta tính :
1
1
S f ≤ ld = .7900 = 1316mm
6
6
S f = 6h f = 6*100 = 600mm(TM )

hf

bf

b f = b + 2h f = 300 + 2.600 = 1500 mm

Sf

h

Sf
b

•

Xác định vị trí trục trung hòa.
Giả sử a=50mm => h0=h-a=700-50=650mm
M f = Rb .b f .h f .( ho −
M max

hf

) = 17.103.1, 4.0,1.(0, 65 − 0, 05) = 1428kNm
2
= 197,13kNm < M f = 1428kNm

TTH đi qua cánh tính cốt thép theo diện tích hình chữ nhật bfxbdp=1400x700 mm
4.3.1 Tính toán cốt dọc .
• Bê tông B30 có Rb=17Mpa
• Cốt thép AII có Rs=280Mpa nội lực tính theo sơ dồ đàn hồi
• Với tiết diện b=200 ,h=350 giả thiết a0=50mm => ho=650 mm
γ b = 1 ξ R = 0.573
• Hệ số điều kiện làm việc
4.3.1.1 Tiết diện ở giữa nhịp dầm.
• Tương ứng với giá trị momen dương , bản cách chịu nén do đó tính cốt thép theo
tiết diện hình chữ nhật bxhdp=1500x700mm
• Giả sử a=30mm => h0=h-a=350-35=320mm

αm =

M
Rbbho 2

tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi tra bảng PHỤ LỤC 17 được

ξ = 1 − 1 − 2α m ≤ ξ R = 0.573

hoặc ta tính từ công thức
γ = 1 − 0.5ξ
điều kiện tính
.

As =
- tính diện tích cốt thép

ξ

. khi thỏa mản những

M
Rsγ h0
µ=

As
bh 0

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép
a
• Bảng tính cốt dọc cho dầm chính chịu momen dương.
Nhịp M
a
As
h0 mm
kNm
mm2
mm

Chọn
thép

As
tương

ứng

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

(%)

Page21


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

969

4φ18

1018

0,11

0,993 0,013

1090

5φ18

1272

0,14

0,013

0,993 0,013

1090

5φ18

1272

0,14

0,011

0.994

969

4φ18

1018

0,11

1

175,20

650

50

0,011

0.994

2

197,13

650

50

0,013

3

197,13

650

50

4

175,20

650

50

0,011

0,011

4.3.1.2 Tính toán tiết diện gối
• Tương ứng với giá trị momen âm , bản cách chịu kéo nên ta bỏ qua phần vương
•

của cánh do đó tính cốt thép theo tiết diện hình chữ nhật bxh=300*700mm
Giả sử a=50mm => h0=h-a=700-50=650mm

αm =

M
Rbbho 2

tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi tra bảng PHỤ LỤC 17 được

ξ = 1 − 1 − 2α m ≤ ξ R = 0.573

hoặc ta tính từ công thức
γ = 1 − 0.5ξ
điều kiện tính
.

As =
- tính diện tích cốt thép

ξ

. khi thỏa mản những

M
Rsγ h0
µ=

As
bh 0

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép
a
• Bảng tính cốt dọc cho dầm chính chịu momen âm.
Gối M kNm
a
As
h0 mm
mm2
mm

Chọn thép

1

-274,16

650

50

0,127

0,932

0,136

1617

As
tương
ứng
3φ18 + 3φ 20 1705

(%)

2

-228,45

650

50

0,106

0,944

0,112

1330

3φ18 + 2φ 20

1391

0,71

3

-228,45

650

50

0,106

0,944

0,112

1330

3φ18 + 2φ 20

1391

0,71

4

-228,45

650

50

0,106

0,944

0,112

1330

3φ18 + 2φ 20

1391

0,71

5

-274,16

650

50

0,127

0,932

0,136

1617

3φ18 + 3φ 20

1705

0,87

0,87

4.3.2 Tính toán cốt đai.
4.3.2.1 Đoạn đầu dầm

Tính cốt đai cho tiết diện bên phải gối 1 và bên trái gối 5 có lực cắt lớn nhất Q =
159,62kN.
Giả thiết hệ số φw trong khoảng 1,05÷1,1, lấy gần đúng C=2ho.
ð Kiểm tra điều kiện tính toán:

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page22

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

Q b0 = 0,5ϕb4 (1 + ϕn )R bt bh o
= 0,5.1,5 × (1 + 0) × 1, 2.103 × 0,3 × 0,65 = 175.5 kN
Q < Qb0

⇒
⇒ Bê tông đủ khả năng chịu cắt, không cần phải tính cốt đai chịu cắt mà chỉ bố trí
theo cấu tạo.
ð Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:
φb1=1-βRb = 1- 0,01.17 = 0,83 (tra β_bảng 6.1_Sàn sườn_Nguyễn Đình Cống)
Qbt = 0,3ϕ w1ϕb1 Rb bho = 0,3.1.0,885.17.103.0,3.0, 65 = 880,13kN

=> Q < 0,7.Qbt,=616,09 Thỏa mãn điều kiện ứng suất nén chính.
M b = ϕb 2 .(1 + ϕ f + ϕ n ).Rbt .b.ho2 = 2.1.1, 2.103.0,3.0, 652 = 304, 02
Kn.m
Chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm
C* =

2 M b 2.304, 02
=
= 3,8
Q
159, 62

C* > 2h0 = 2.650 = 1300mm

m=3800mm

lấy C=

C*

=3800mm và

C0 = 2h0 = 2.650 = 1300 mm

ứng với

tải trọng phân bố:
M b 304, 02
=
= 80
C
3,8

Qb =

Qb min

Lấy

Qb = 140, 4

qsw1 =
qsw 2 =

Lấy

kN
= ϕb3 .(1 + ϕ f + ϕ n ).R bt .b.ho = 0,6.(1 + 0 + 0).1, 2.103.0,3.0, 65 = 140, 4

Q − Qb 159, 62 − 140, 4
=
= 17.8
C0
1,3
Qb min 140, 4
=
= 108
2h0
2.0, 65

qsw = 17,8

kN/m

kN/m

kN/m
stt =

Vậy khoảng cách
Chọn thép

Rsw . Asw 175.56, 6
=
= 556

qsw
17,8

φ6

Asw = 2.

kN.

mm

để bố trí thép đai
φ .π
62.π
2

4

Với
Chọn s=200mm

= 2.

4

= 56, 6mm 2

ứng với cốt đai 2 nhánh

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page23


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

s max =
=

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

ϕb4 ( 1 + ϕn ) R bt bh o2
Q
1,5 × ( 1 + 0 ) × 1, 2 × 300 × 5502
= 1429mm
159,62.103

Thỏa mãn s < smax.
Vậy chọn s = 200 mm bố trí trong đoạn L1/4 đoạn đầu dầm.
Q b0
Đoạn dầm giữa nhịp: có Q >
= 159,62 kN, nên ta đặt cốt đai theo tính toán
chọn s=300mm cho cả dầm
4.3.3 Cốt treo
-Phạm vi cần đặt cốt thép treo:
S s = 2(ho − hdp )tg 45o + bdp = 2.(650 − 300).tg 450 + 200 = 900

m
-Ta thấy Ss đủ lớn nên dùng cốt treo dưới dạng cốt thép đai.
-Xác định lực tập trung do dầm phụ truyền lên dầm chính: ( xét trường hợp phản lực

tại gối là lớn nhất)
P1= P+G1= 120,92kN

Diện tích cốt treo cần thiết trên đoạn Ss: (Mục 6.2.5.5_TCVN5574-2012)
P1  h o − h dp  120,92.103  650 − 200 
A sw =
1 −
÷=
1 −
÷ = 212,6
R sw 
ho 
175
650 

mm2
Nếu dùng đai ∅6, hai nhánh thì số đai cần thiết:
212,6
= 3.75
2 × 28,3
⇒ chọn 4 đai
Vậy bố trí mỗi bên 2 đai, bước đai:
h − h dp 650 − 200
st = 0
=
= 225
2
2
mm
SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Page24


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG 1

GVHD:ĐỖ VĂN LINH

4.4 Biểu đồ bao vật liệu
4.4.1 . Tính khả năng chịu lực của tiết diện
- Tại tiết diện đang xét, cốt thép bố trí có diện tích As.
- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc ao,nhịp = 50 mm và ao,gối = 60 mm;
khoảng cách thông thủy giữa hai thanh thép theo phương chiều cao dầm t = 50 mm.
- Xác định ath ⇒ hoth = hdp − ath
- Tính khả năng chịu lực theo các công thức sau:
R s As
2
ξ=
⇒ α m = ξ ( 1 − 0,5ξ ) ⇒ [ M ] = α m γ b R b bh 0th
γ b R b bh 0th
Kết quả tính toán được tóm tắt trong bảng 14.
Bảng Tính khả năng chịu lực của dầm chính
As
ath
hoth
Tiết diện
Cốt thép
ξ
2
mm

mm
mm

αm

[M]
kNm

4ϕ18
Cắt 1ϕ18, còn 3ϕ18
Cắt 1ϕ18, còn 2ϕ18

1018
763
509

58
58
58

642
642
642

0,45
0,34
0,23

0,35
0,28

0,20

3678,5
2942,8
2417,3

3ϕ18 2ϕ20

1391

70

630

0,52

0,38

769,2

Cắt 3ϕ18, còn 2ϕ20

628

70

630

0,23

0,20

404,8

Cắt 3ϕ18, còn 2ϕ20

628

70

630

0,23

0,20

404,8

Gối 1
(300x700)

Cắt 3ϕ18, còn 2ϕ20

628

70

630

0,23

0,20

404,8

Nhịp giữa
(1500×700)

5ϕ18
Cắt 1ϕ18, còn 4ϕ18
Cắt 2ϕ18 còn3ϕ18
Cắt 3ϕ18 còn2ϕ18

59
59
59
59

641
641
641
641

0,55
0,44
0,33
0,22

0,39
0,34

0,27
0,19

4086,2
3562,3
2828,9
1990,7

Nhịp biên
(1500x700)
Gối 2
(300x700)
bên trái
bên phải

4.4.2

1272
1018
763
509

Xác định tiết diện cắt lý thuyết
− Vị trí tiết diện cắt lý thuyết, x, được xác định theo tam giác đồng dạng.
− Lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết, Q, lấy bằng độ dốc của biểu đồ bao

mômen.

Bảng 13. Xác định vị trí và lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết
Tiết diện

Thanh thép

Vị trí điểm cắt lý thuyết

x
(mm)

SVTH :BÙI VĂN PHƯỚC

Q
(kN)

Page25