Đồ án Thiết kế khung ngang bê tông cốt thép toàn khối

TRƯỜNG ĐHXD MIỀN TRUNG
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP II

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Giáo viên hướng dẫn : Huỳnh Quốc Hùng
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Văn Anh
Lớp: D12X1
Ngày giao đề :……………………………………………Hồn thành:…………………
Nội dung đồ án:
THIẾT KẾ KHUNG NGANG BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI
1. Sơ đồ khung ngang:
SƠ ĐỒ NHÀ 3
2. Số liệu thiết kế:
SƠ ĐỒ NHÀ 3 : Tính khung trục : 8
L1 (m)
L2 (m)
L3 (m)
a (m)
Htầng (m)
3. Địa điểm xây dựng: Thừa Thiên – Huế

2,8
9,0
1,2
4,0
3,9

4. Vật liệu : tự chọn.
5. Cấu tạo sàn.

(SÀN
SÊNÔ)
1 - LỚP CHỐNG THẤM (SIKA LATEX)
2 - LỚP VỮA XM MÁC 100 DÀY 30 BO
TRÒN GO
3 - SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP
4 - LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC 75
DÀY 15
5 - LỚP SƠN NƯỚC MÀU TRẮNG

(SÀN MÁI NGOÀI
TRỜI)
1 - TẤM ĐAN CHỐNG NHIỆT
600x600x50
2 - HAI LỚP GẠCH THÔNG TÂM 4
LỖ TRÒN
3 - MỘT LỚP GẠCH LÁ NEM
20x200x200
4 - LỚP VỮA XI MĂNG MÁC 75
DÀY 25
5 - BÊ TÔNG CHỐNG THẤM B25
DÀY 40
6 - SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP
7 - LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC
75 DÀY 15
8 - LỚP SƠN NƯỚC MÀU
TRẮNG

(SÀN NHÀ + SÀN VỆ
SINH)
1 - LÁT GẠCH CERAMIC 400x400x10
2 - LỚP VỮA XM MÁC 75 DÀY 30
3 - SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP
4 - LỚP VỮA TRÁT TRẦN MÁC
75 DÀY 15
5

- LỚP SƠN NƯỚC MÀU TRA


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

6. Các ghi chú :
1. Bề rộng tường t(mm) được lấy theo bề rộng dầm;
2. Bỏ qua lỗ cửa, xem là một mảng tường đặt;
3. Lan can (LC) được xây bằng gạch đặt, chiều cao h=0.9(m) dày t=100(mm);
4. Thành sê nô xây gạch dày t=100(mm) cao hsn=500(mm).

7. Trình tự thiết kế:
Bước 1 : Giới thiệu, mô tả kết cấu của khung:

S6

4500

D9

S1

D2

4500

D1

1200

Kết cấu chịu lực là hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối có liên kết cứng tại nút,
liên kết giữa cột với móng được xem là ngàm tại mặt móng. Hệ khung chịu lực
của công trình là một hệ không gian, có thể xem được tạo nên từ những khung
phẳng làm việc theo hai phương vuông góc với nhau hoặc đan chéo nhau.
Tính toán hệ khung được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương cạnh ngắn
của công trình + hệ dầm dọc (Khi tỷ số L/B > 1,5 nội lực chủ yếu gây ra trong
khung ngang vì độ cứng khung ngang nhỏ hơn nhiều lần độ cứng khung dọc. Vì thế
tách riêng từng khung phẳng để tính nội lực: khung phẳng).
Công trình khung bêtông cốt thép toàn khối 3 tầng, 3 nhịp. Để đơn giản tính toán,
tách khung phẳng trục 8, bỏ qua sự tham gia chịu lực của của hệ giằng móng và kết
cấu tường bao che.
Mặt bằng kết cấu dầm sàn được bố trí như trên Hình 2:
D10

S5

K7

D8

K8

D3

S4

D6

D4

4000

D5

S3

4500
2800

D7

2800

S2

S5'

1200

S1

4500

K8

K7

4000

SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 8
TẦNG 2,3

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 8
TẦNG MÁI

Trang 2


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Hình 2. Diện tích truyền tải của cột thuộc khung trục 8
Bước 2. Chọn vật liệu và sơ bộ chọn kích thước tiết diện của cấu kiện:
A . Chọn vật liệu:

 Bê tông
-Dùng bê tông có cấp độ bền B20( tương đương M250) có
-Trọng lượng riêng :bt=2500daN/m
-Cường độ chịu nén tính toán của bê tông khi tính theo trạng thái giới hạn I:
Rs=115 (daN/cm2
-Cường độ chịu nén tính toán của bê tông khi tính theo trạng thái giới hạn II:
Rs=150 (daN/cm2)
-Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông khi tính theo trạng thái giới hạn I:
Rbt=14 (daN/cm2)
Môđun đàn hồi: E=2.7105 (daN/cm2)
 Cốt thép
Thép CI: <10(mm)
 Cường độ chịu kéo, nén tính toán: R s=Rsc= 2250 (daN/cm2)
 Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: R sw=1750 (daN/cm2)
 Môđun đàn hồi: E=2.1106 (daN/cm2)
Thép CII: ≥10(mm)
 Cường độ chịu kéo, nén tính toán: R s=Rsc= 2250 (daN/cm2)
 Cường độ chịu cắt khi tính toán cốt ngang: R sw=1750 (daN/cm2)
 Môđun đàn hồi: E=2.1106 (daN/cm2)
B. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
Chọn chiều dày của sàn
Chiều dày của sàn được chọn dựa theo công thức:
hb 

D
l1
m

Trong đó:
D= 0.8 ÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng, tải trọng lớn thì lấy D lớn và ngược lại Bản

loại dầm lấy m=30÷35
Bản kê 4 lấy m= 40÷45
l1 : Cạnh ngắn của ô bản

Chọn chiều dày bản cho ô sàn lớn nhất có kích thước; l1×l2=4,5×2,8 (m2); chọn
D=1; m=40÷45
=> hb  D l1 = 1  2800  (62.2  70) (mm)
40  45

40  45

Chọn hb=100 (mm)
GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 3


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Các ô bản phòng học đều chọn chiều dày hb=100(mm), chọn chiều dày sênô và sàn
hành lang hb=80(mm)
Chọn kích thước tiết diện của dầm
Tiết diện của dầm, phụ thuộc chủ yếu vào nhịp dầm và độ lớn của tải trọng.
Theo kinh nghiệm tiết diện của dầm được chọn theo công thức:
Chiều cao dầm hd= 1 l (với dầm phụ m=12÷20, dầm khung m=8÷15);
m

Chiều rộng bd=(0,3÷0,5)hd
b.1.Dầm khung trục 8 (K8)

Nhịp BC: Tầng 2,3,mái
 1 1
hd      9000   600  1125  mm, chọn hd  60cm => bd  30cm ; chọn kích
 15 8 

thước dầm nhịp BC tầng 2,3 là 30x60cm2; tầng mái 30x55 cm2.
Nhịp AB: Tầng 2,3,mái
 1 1
hd      2800  186, 6  350  mm chọn hd  20cm => bd  30cm ; chọn kích
 15 8 

thước dầm nhịp AB tầng 2,3 là 30x20cm2; tầng mái 30x20cm2.
b.2 .Dầm dọc:
Trục A, B, C .Dầm D1 đến D3 tầng 2,3,mái:
 1 1
hd      4000   200  333.3 mm chọn hd  30cm => bd  20cm ; chọn kích
 20 12 

thước dầm nhịp 7-8 tầng 2,3,4,mái là 20x30cm2; tầng mái 20x30 cm2.
c.Chọn sơ bộ tiết diện cột
c.1. Về dộ bền

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 4

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

SxqC

SxqB

2800

SxqB

2800

SxqA
1200

SxqA

9000

9000

SxqC

4000
4000

Tầng 2, Tầng 3

Tầng Mái
Hình 3. Diện tích truyền tải của cột thuộc khung trục 8
Diện tích tiết diện cột Ac được xác định theo công thức: Ac  k

N
Rb

Trong đó:
K=1.1 ÷ 1.5 là hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen uốn, độ mảnh của cột, hàm
lượng cốt thép, lấy tùy thuộc vào vị trí của cột. Khi ảnh hưởng của mômen là bé thì
lấy k bé và ngược lại.
Rb=1150(daN/cm2) – cường độ chịu nén tính toán của bê tông .
N là lực dọc trong cột, được tính toán theo công thức gần đúng như sau:
N  qSxq (kN/m2)
q- tải trọng tương đương tính theo trên một mét vuông mặt sàn trong đó gồm
tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột được
tính ra phân bố đều trên sàn. Thông thường với nhà có chiều dày sàn bé
(10÷14) cm, có ít tường, kích thước cột và dầm bé lấy q  (10  14) kN/m2
Sxq : Tổng diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét(Xem hình 3)
c.2 Về độ ổn định, đó là việc hạn chế độ mảnh 𝛌
b 

l0
 ob  31
b

( với l0   H , b: chiều rộng tiết diện, H: chiều cao tầng)

Thực hiện chọn tiết diện cho cột trục B tầng 1 của khung 8
Về độ bền:

S xq = ST 2 + ST 3 + STM = 3  2,8  9, 0    4, 0   =23,7 (m2)
2   2 
 2

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 5


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Chọn q= 10 (kN/m2) => N=10×23,7 = 237 (kN)
Chọn k=1.2 => Ac  k

N
= 1.2  237  0, 0247 (m2) = 247,3(cm2)
Rb
11500

Chọn sơ bộ tiết diện cột là (cm2).
Kiểm tra về độ ổn định :
Xác định chiều cao cột tầng 1; lựa chọn chiều sâu chôn móng từ mặt đất tự
nhiên(-0.75) trở xuống là hm=1.2 m;
HT 1  H1  Z  hm  3.9  0.75  1.2  5.85m
Chiều cao các tầng 2,3 lấy bằng chiều cao tầng: HT=3,9 m
Vậy độ mảnh cột tầng 1 là 30x30:
l

 HT 0, 7  5,85
b  0 

 ob  31 =>Thỏa mãn điều kiện về độ ổn định.
b

b

0, 33

Trong đó hệ số =0.7 cho khung nhà nhiều tầng liên kết cứng giữa dầm và cột,
có từ 2 nhịp trở lên, đổ bê tông thép toàn khối.
Với các cột còn lại việc chọn kích thước sơ bộ của tiết diện được thực hiện
tương tự ở bảng 1

Bảng 1 :Tính toán và chọn sơ bộ trục tiết diện cột và khung trục tầng 8
BẢNG CHỌN TIẾT DIỆN KHUNG TRỤC 5
Cột trục
A

B

C

3
2
1
3
2
1

3.8
7.6
11.4
12.8
25.6
38.4

10
10
10
10
10
10

1.35
1.35
1.35
1.2
1.2
1.2

44.61
89.22
133.83
133.57
267.13
400.70

20

20
20
30
30
30

30
30
30
35
35
35

3.9
3.9
5.85
3.9
3.9
5.85

Kiểm
Tra
9.10 Thỏa
9.10 Thỏa
13.65 Thỏa
9.10 Thỏa
9.10 Thỏa
13.65 Thỏa

3

9

10

1.35

105.65

30

35

3.7

8.63

Thỏa

2

18

10

1.35

211.30

30

35

3.7

8.63

Thỏa

1

2.7

10

1.35

31.70

30

35

5.85

13.65

Thỏa

Tầng Sxq(m2) q(kN/m2)

k

Ac(cm2) b(cm) h(cm) H(m)

b

Hình 4. Sơ đồ chọn tiết diện khung 8
1. Lập sơ đồ tính
Tính toán khung ngang được thực hiện theo sơ đồ khung phẳng theo phương
cạnh ngắn của công trình (phương có độ cứng và độ ổn định kém hơn khung dọc).
Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang
GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 6


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

(dầm), liên kết cứng với nhau tại các nút và liên kết giữa cột với móng là ngàm tại
mặt móng.
Khung được tính theo sơ đồ đàn hồi, để đơn giản hóa lấy nhịp tính toán bằng nhịp
kiến trúc. Ta có sơ đồ tính:
D-20x30

C-20x30

C-30x35
2800

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

5850

C-30x35
D-30x60

C-20x30

D-20x30

3900

D-30x60

C-20x30

D-20x30

3900

D-30x55

C-30x35

D-20x30 D-20x30

9000

Trang 7


D7

D8

C8

C9

D6

C7

D4

D2

C2

C1

D1

2800

5850

3900

C6

C4

C5

D3

C3

D5

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

3900

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

9000

Hình 5. Sơ đồ tính khung trục 8
2. Xác định các loại tĩnh tải tác dụng lên khung:
2.1. Xác định tĩnh tải tác dụng vào khung
a. Xác định tải trọng đơn vị trên 1 m2 sàn.

Bảng 2. Xác định tải trọng đơn vị trên 1m2 sàn

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 8


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II
Tên ô bản

các lớp cấu tạo

(m)

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối
( daN/m3) n

gtc
(daN/m2)

gtt
(daN/m2)

Gạch lát nền
Vữa xi măng
Bản sàn BTCT
Vữa xi măng trát
trần
Tổng
Gạch lát nền

Vửa xi măng
Bản sàn BTCT
Vửa xi măng trát
–trần
Tổng

0.01
0.03
0.1

2200
1600
2500

1.1
1.3
1.1

22
48
250

24.2
62.4
275

0.015

1600

1.3

0.01
0.03
0.08

2200
1600
2500

1.1
1.3
1.1

24
344
22
48
200

31.2
392.8
24.2
62.4
220

0.015

1600

1.3

24
294

31.2
337.8

Vữa xi măng
Sàn Sê nô Bản sàn BTCT
Vữa xi măng trát
S3, S7
trần
Tổng
Tấm đan chống
nhiệt
Gạch 4 lỗ
Lớp gạch lá men
Sàn mái
Vữa xi măng
S4, S5, S6
Bê tông chống
thấm
Sàn BTCT
Vữa trát trần
Tổng

0.03
0.08

1600
2500

1.3
1.1

48
200

62.4
220

0.015

1600

1.3

24
272

31.2
313.6

0.05

2500

1.1

125

137.5

0.05
0.02
0.025

1800
1800
1600

1.1
1.1
1.3

90
36
40

99
39.6
52

0.04

2500

1.1

100

110

0.08
0.015

2500
1600

1.1
1.3

200
24
615

220
31.2
689.3

Sàn
phòng
học, S1

Sàn hành
lan, S2

b.Xác định tải trọng đơn vị trên 1 m2 tương.
Loại

tường

Các lớp cấu tạo

n

gtc
(daN/m2)

gtt
(daN/m2)

Dày
200

-Tường xây tường gạch đặc: 0.2×1800
-Vữa trát : 0.015×1600×2
Tổng

1.1
1.3

360
48
408

396
62.4
485,4

Dày
100

-Tường xây tường gạch đặc: 0.1×1800
-Vữa trát : 0.015×1600×2
Tổng

1.1
1.3

180
48
228

198
62.4
260,4

Bảng 2. Xác định tải trọng đơn vị trên 1m2 tường.
c. Xác định tĩnh tải vào khung trục 8.

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 9


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

qtg
qcn

ln

ln

b/
qht

0.5ln

0.5ln

qcn

ld

ld

4000

Hình 6. Qui đổi tải trọng tam giác, a) và tải trọng hình thang, b) ra tải phân bố đều

S1

S1

4500

4500

S2

2800
2800

Ga

Gtg

9000

Gb

2800

Ght

4500

Gb'

Ght

Gc

4500

Hình 5 : Sơ đồ phân tỉnh tải sàn tầng 2,3

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 10


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

- Tải trọng bản thân của các kết cấu dầm khung, cột khung nên để cho chương trình tính
toán kết cấu tự tính.
- Việc tính toán tải trọng vào khung được thể hiện theo hai cách:
+ Cách 1: Chưa quy đổi tải trọng (giữ nguyên dạng truyền tải).
+ Cách 2: Quy đổi tải trọng thành phân bố đều với hệ số quy đổi k (xem hình 5)
Với tải trọng phân bố tác có dạng hình thang. Để quy đổi sang dạng tải trọng
phân bố hình chữ nhật ta cần xác định hệ số chuyển đổi k như sau:
qcn = qht.k ; k = 1 - 2β2 + β3 ; β = 0,5Ln/Ld
Với tải trọng phân bố có dạng tam giác . Để quy đổi sang tải trọng phân bố hình chử nhật ta dung
hệ số chuyển đổi k=5/8 ; qcn = 5/8qtg
-

Tỉnh tải tầng 2,3 (xem hình 5)
Bảng 1 : Xác định tĩnh tải phân bố và tập trung sàn tầng 2,3 lên dầm khung K8
TỈNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m

kí
hiệu

gt

ght

gtg

Ga

Gb

Loại tải trọng và cách tính
Trọng lượng tường 200 xây trên dầm cao :3,9-0.6=3,3
gtc= 408 x 3,3
gtt = 485,4 x 3,3
Tải trọng từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung
độ lớn nhất .
gtc= 334 x4/2
gtt = 392,8 x 4/2
Tải trọng từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất .

gtc
1346,4

1601,82

668
785,6

gtc= 294 x 2,8/2

gtt = 337,8 x 2,8/2
TỈNH TẢI TẬP TRUNG - daN
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)

411,6

gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 3,9/2
2 . Do trọng lượng sàn S2 truyền vào.
gtc = 1/2 x (4 + 1,2)x 1,4 x 294/2
gtt = 1/2 x (4 +1,2)x 1,4 x 337,8/2
3 . Trọng lượng lan can hành lang bằng tường gạch dày 100 xây
dầm cao : 0,9(m)
gtc =4/2 x 0,9 x 228
gtt = 3,9/2 x 0,9 x 260,4
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S2 truyền vào.
gtc = 1/2 x (4 + 1,2)x 1,4 x 294/2
gtt = 1/2 x (4+1,2)x 1,4 x 337,8/2
3 . Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc dày 200 cao :
3,9 - 0,3 =3,6(m)

220

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

gtt

473

242
524,79
602,97

410,4
1155,2

468,72
1313,7

220
242
524,79
602,97

Trang 11


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Gb'

Gc

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

gtc = 408 x 3,6 x 4/2
gtt = 458,4 x 3,6x4/2
4 . Do trọng lượng sàn S1 truyền vào.
gtc = 4/2 x 2 x 1/2 x 344
gtt = 4/2 x 2 x 1/2 x 392,8
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S1 truyền vào.
gtc = 4 x 2 x 1/2 x 344
gtt = 4 x 2 x 1/2 x 392,8
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x4/2
2 . Do trọng lượng sàn S1 truyền vào
gtc = 4/2 x 2 x 1/2 x 344
gtt = 4/2 x 2 x 1/2 x 392,8
3 . Do trọng lượng tường xây trên dầm dọc dày 200 cao :
3,9 - 0,3 =3,6(m)
gtc = 408 x 3,6 x 4/2
gtt = 458,4 x 3,6 x4/2
CỘNG

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

2937,6
3300,48

670,8
4353,2

765,96
4911,4

200
220
1341,6
1541,6

1531,92
1751,92

200
220
670,8
765,96

2937,6
3808,4

3300,48
4286,44

Trang 12


Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

4000

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

S5
S3

S4

1200

2800

S7

4500

2800

Ga'

Ga

1200

Gtg

S6

4500

9000

Gb

2800

Ght

4500

1200
1200

Gb'

Ght

4500

Gc

Gd

1200

Hình 6 : Sơ đồ phân tĩnh tải sàn tầng mái
Bảng 5 . Xác định tĩnh tải phân bố và tập trung sàn tầng mái lên dầm khung K8
TĨNH TẢI PHÂN BỐ - daN/m
Kí
hiệu

ght

gtg

Ga'

Loại tải trọng và cách tính
Tải trọng từ sàn S5 truyền vào dưới dạng hình thang với tung
độ lớn nhất
gtc = 615 x 4/2
gtt = 689,3 x 4/2
Tải trọng từ sàn S4 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung
độ lớn nhất
gtc = 615 x 2,8/2
gtt = 689,3 x 2,8/2
TĨNH TẢI TẬP TRUNG - daN
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S3 truyền vào.
gtc = 4 x 1,2 x 272/4
gtt = 4x 1,2 x 313,6/4
3 . Trọng lượng sê nô xây bằng tường gạch dày 100 xây

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

gtc

gtt

1230
1378,6

861
965

220
242
326,4
376,32

Trang 13


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

dầm cao : 0,5(m)
gtc = 4/2 x 0,5 x 228
gtt =4/2 x 0,5 x 260,4
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)

Ga

Gb

Gb'

Gc

Gd

gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 3,9/2
2 . Do trọng lượng sàn S4 truyền vào.
gtc = 1/2 x (4+ 1,2) x 1,4 /2 x 615
gtt = 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 /2 x 689,3
3 . Trọng lượng lan can hành lang bằng tường gạch dày 100 xây
dầm cao : 0,9(m)
gtc = 4/2 x 0,9 x 228
gtt = 4/2 x 0,9 x 260,4
4 . Do trọng lượng sàn S3 truyền vào.
gtc = 1,2/2 x 4/2 x 272
gtt = 1,2/2 x 4/2 x 313,6
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S4 truyền vào.
gtc = 1/2 x (4+ 1,2)x 1,4 x 615/2
gtt = 1/2 x (4 +1,2)x 1,4 x 689,3/2
3 . Do trọng lượng sàn S5 truyền vào.
gtc = 4/2 x 2 x 1/2 x 615
gtt = 4/2 x 2 x 1/2 x 689,3
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)

gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S6 truyền vào.
gtc = 4 x 2 x 1/2 x 615
gtt = 4 x 2 x 1/2 x 689,3
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,1) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S6 truyền vào
gtc = 4/2 x 2 x 1/2 x 615
gtt = 4/2 x 2 x 1/2 x 689,3
2 . Do trọng lượng sàn S7 truyền vào
gtc = 1,2/2 x 4/2 x 272
gtt= 1,2/2 x 4/2 x 313,6
CỘNG
1 . Trọng lượng bản thân dầm dọc 20 x 30 (cm2)
gtc = 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

228
774,4

260,4
878,72

220
242

1097,7
1230,4

410,4
468,72
326,4
2054,5

376,32
2317,44

220
242
1097,7
1230,4
1199,25
2516,95

1344,13
2816,53

200
220
2398,5
2598

2688,27
2908,27

200

220
1199,25
1344,135
326,4
1725,65

376,32
1940,45

220

Trang 14


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

gtt = 1,1 x 2500 x 0,2 x (0,3 - 0,08) x 4/2
2 . Do trọng lượng sàn S7 truyền vào.
gtc = 4 x 1,2 x 272/4
gtt = 4 x 1,2 x 313,6/4
3 . Trọng lượng sê nô xây bằng tường gạch dày 100 xây
dầm cao : 0,5(m)
gtc = 4/2 x 0,5 x 228
gtt = 4/2 x 0,5 x 260,4
CỘNG

242
326,4

376,32

228
774,4

260,4
878,72

Ta có được sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung ( biểu diển theo cách 1 ):
965

2816,53

1378,6

2908,27

785,6

473

1751,92

4911,4

1378,6

1940,45

785,6

1313,7

4286,44

785,6

473

1313,7

4911,4

1601,82
1751,92

785,6
4286,44

878,72

3900

2317,44

3900
13650

878,72

5850

1601,82

1200

2800

9000

1200

11800

Hình 7 : Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung trục 8 (daN ; daN/m) – T

3.Xác định hoạt tải đứng tác dụng vào khung:
Hoạt tải sử dụng được lấy theo Tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 : Tải trọng và tác động.

Hoạt tải đơn vị.

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 15


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Bảng 6 : Hoạt tải đơn vị trên 1 m2 sàn
Kí hiệu ô sàn

Công năng ô sàn

S1
S2
S3,S4,S5,S6,S7

Phòng học
Hành lang
Sênô và Mái bằng BTCT không sử dụng

Tải trọng tiêu
chuẩn
Toàn Phần
phần
dài
hạn
200
70
300
100
75
--

n

Ptt

(daN/m2)

1,2
1,2
1,3

240
360
97,5

4000

b. Tính trường hợp hoạt tải 1.

S1

S1

4500

4500

S2

2800
2800

9000

Pb

2800
2800

Pht

Pb'

4500

Pht

Pc

4500
9000

Hình 7: Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng 2
Bảng 7. Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn tầng 2 lên dầm khung K8
TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI 1 TẦNG 2 - daN/m
kí
hiệu
Pht

Loại tải trọng và cách tính
Hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn
nhất
Ptc = 200 x 4/2
Ptt = 240 x 4/2

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Ptc

Ptt

Pdh

400
480

Trang 16


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Pdh = 70 x 4/2
Hoạt tải từ sàng S1 tuyền vào.
Ptc = 1/2 x 1/2 x 2 x 4 x 200
Ptt = 1/2 x 1/2 x 2 x 4 x 240
Pdh = 1/2 x 1/2 x 2 x 4 x 70
CỘNG
Hoạt tải từ sàn S1 truyền vào
Ptc = 1/2 x 2 x 4x 200
Ptt = 1/2 x 2 x4 x 240
Pdh = 1/2 x 2 x 4 x 70
CỘNG

Pb ,
Pc

400
480
400

140
480 140

800
960
800

280
960 280

4000

Pb'

140

S1

S1

4500

4500

S2

2800
2800

Pa

Ptg

2800

9000

Pb

4500

2800

4500
9000

Hình 8: Sơ đồ phân hoạt tải 1 tầng 3
Bảng 8. Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn tầng 3 lên dầm khung K8
TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI 2 TẦNG 3 - daN/m
kí
hiệu

Ptg

Pa ,
Pb

Loại tải trọng và cách tính
Hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất
Ptc = 300 x 2,8/2
Ptt = 360 x 2,8/2
Pdh = 100 x 2,8/2
Hoạt tải từ sàng S2 tuyền vào.
Ptc = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 300

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Ptc

Ptt

Pdh

420
504
140
546

Trang 17

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Ptt = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 360
Pdh = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 100
CỘNG

655,2

4000

535,5 642,6

100
178,5

S5
S3

S4

1200

2800

S7

4500

2800

Pa'

1200

Pa

S6

4500
9000

Pb

2800
2800

Pht

Pb'

4500

1200
1200

Pht

Pc

4500
9000

Hình 9: Sơ đồ phân hoạt tải 1 - tầng mái
Bảng 9. Xác định hoạt tải 1 phân bố và tập trung của sàn tầng mái lên dầm khung K8.
TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI 1 TẦNG MÁI - daN/m
kí
hiệu

Pht

Pa ,
Pa'

Pb ,

Loại tải trọng và cách tính
Hoạt tải từ sàn S5, S6 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn
nhất
Ptc = 75 x 4/2
Ptt = 97,5 x 4/2
Ptc = 0 x 4/2
Hoạt tải từ sàng S3 tuyền vào.
Ptc = 4/2 x 1,2/2 x 75
Ptt =4/2 x 1,2/2 x 97,5
Pdh = 4/2 x1,2/2 x 0
CỘNG
Hoạt tải từ sàng S5,S6 tuyền vào.

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Ptc

Ptt

Pdh

150
195
0
90
117
90

117

0
0

Trang 18


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II
Pc

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Ptc = 1/2 x 1/2 x 1,95 x4 x 75
Ptt = 1/2 x 1/2 x 1,95 x 4 x 97,5
Pdh = 1/2 x 1/2 x 1,95 x 4 x 0
CỘNG
Hoạt tải từ sàng S5,S6 tuyền vào.
Ptc = 1/2 x 1,95 x 4 x 75
Ptt = 1/2 x 1,95 x 4 x 97,5
Pdh = 1/2 x 1,95 x 4 x 0
CỘNG

Pb'

146,25
190,12
146,25

190,12

0
0

292,5
380,25
292,5

380,25

0
0

Ta có được sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung truc 8 ( biểu diển theo cách 1 )
195

190,12

642,6

480

960

480
480

5850

480

13650

504

380,25

3900

642,6

195

190,12

117

3900

117

1200

2800

1200

2800

4500

4500
9000

1200
1200

Hình 10 . Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung trục 8 ( daN, daN/m) – HT1.

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 19

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

4000

c.Tính trường hợp hoạt tải 2 .

S1

S1

4500

4500

S2

2800
2800

Pa Ptg

2800

9000

Pb

9000

HÌNH 11. SƠ ĐỒ PHÂN HOẠT TẢI 2 – TẦNG 2

Bảng 10. Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của sàn tầng 2 lên dầm khung K8
TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI 2 TẦNG 2 - daN/m
kí
hiệu

Ptg

Pa ,
Pb

Loại tải trọng và cách tính
Hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất
Ptc = 300 x 2,8/2
Ptt = 360 x 2,8/2
Pdh = 100 x 2,8/2
Hoạt tải từ sàng S2 tuyền vào.
Ptc = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 300
Ptt = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 360
Pdh = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 100
CỘNG

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Ptc

Ptt

Pdh

420
504
140
546
655,2
535,5 642,6

100
178,5

Trang 20


Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

4000

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

S1

S1

4500

4500

S2

2800
2800

Pa

9000

Pb

2800
2800

Pht

Pb'

4500

Pht

Pc

4500
9000

HÌNH 12. SƠ ĐỒ PHÂN HOẠT TẢI 2 – TẦNG 3

Bảng 11. Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của sàn tầng 3 lên dầm khung K8
TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI 2 TẦNG 3 - daN/m
kí
hiệu

Pht

Pb ,
Pc

Pb'

Loại tải trọng và cách tính
Hoạt tải từ sàn S1 truyền vào dưới dạng hình thang với tung độ lớn
nhất
Ptc = 200 x 4/2
Ptt = 240 x 4/2
Pdh = 70 x 4/2
Hoạt tải từ sàng S1 tuyền vào.
Ptc = 1/2 x 1/2 x 2 x 4 x 200
Ptt = 1/2 x 1/2 x 2 x 4 x 240
Pdh = 1/2 x 1/2 x 2 x 4 x 70
CỘNG
Hoạt tải từ sàn S1 truyền vào
Ptc = 1/2 x 2 x 4x 200
Ptt = 1/2 x 2 x4 x 240
Pdh = 1/2 x 2 x 4 x 70
CỘNG

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Ptc

Ptt

Pdh

400
480
140
400
480
400

140
480 140

800
960
800

280
960 280

Trang 21

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

4000

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

S5
S3

S4

1200

2800

1200

1200

S7

4500

2800

Pa Ptg

2800

S6

4500

1200

9000

1200

Pb

Pc

9000

Pd

1200

HÌNH 13. SƠ ĐỒ PHÂN HOẠT TẢI 2 – TẦNG MÁI

Bảng 8. Xác định hoạt tải 2 phân bố và tập trung của sàn tầng mái lên dầm khung K8
TRƯỜNG HỢP HOẠT TẢI 2 TẦNG MÁI - daN/m
kí
hiệu

Ptg

Pa
Pb

Pc
Pd

Loại tải trọng và cách tính
Hoạt tải từ sàn S2 truyền vào dưới dạng hình tam giác với tung độ lớn
nhất
Ptc = 75 x 2,8/2
Ptt = 97,5x 2,8/2
Pdh = 0 x 2,8/2
Hoạt tải từ sàng S4 tuyền vào.
Ptc = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 75
Ptt = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 97,5
Pdh = 1/2 x 1/2 x (4 + 1,2) x 1,4 x 0
CỘNG
Hoạt tải từ sàng S7 tuyền vào.
Ptc = 2x0,6x 75
Ptt = 2 x 0,6 x 97,5
Pdh = 2 x 0,6 x 0
CỘNG

Ptc

Ptt

Pdh

105
136,5
0

136,5
177,45
136,5 177,45

0
0

90
117
90

117

0
0

Ta có được sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung truc 8
GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 22


480

504

480

960

480
480

117

642,6

5850

642,6

117

177,45

13650

136,5

3900

177,45

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

3900

Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

1200

2800

1200

2800

4500

4500
9000

1200
1200

Hình 14 . Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung trục 8 ( daN, daN/m) – HT2.

4. Xác định hoạt tải gió tác dụng vào khung
Xác định theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế.
Công trình được xây dựng tại tỉnh Thừa Thiên – Huế, thuộc vùng gió II.B, có áp lực
gió đơn vị (Bảng 4 – TCVN 2737-1995) là Wo = 95 (daN/m2) thuộc dạng địa hình B.
Công trình cao dưới 40m nên ta chỉ xét đến tác dụng tĩnh của tải trọng gió.
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W có độ cao Z so với mốc chuẩn
được xác định theo công thức: W = W0 ×k×c
Trong đó:
W0 – Giá trị của áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng phụ lục D của tiêu
chuẩn.
K – Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn
(xác định theo bảng G – TCVN 2737-1995) và dạng địa hình (bảng 5 – TCVN 2737-1995).

C – Hệ số khí động (bảng 6 TCVN 2737-1995)
Phía đón gió c = +0,8
Phía khuyất gió c = -0,6

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 23


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

Tải trọng tính toán của gió tác dụng lên khung được tính theo công thức:
Gió đẩy: qd = nK1W0cdB
Gió đẩy: qh = nK1W0chB
Trong đó: n=1,2 là hệ số tin cậy của tải trọng gió
B là phạm vi truyền tải vào khung.
Bảng tính toán tải trọng gió tác dụng lên khung trục 6
TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC 6
Tầng

H(m)

Z(m)

n

k

W0
(daN/m)

cđ

ch

B(m)

qđ
(daN/m)

qh
(daN/m)

1
2
3

3,9
3,9
3,9

4,65
8,55
12,45

1,2
1,2

1,2

0,866
0,965
1,039

95
95
95

0,8
0,8
0,8

-0,6
-0,6
-0,6

2
2
2

157,96
176,02
189,52

-118,57
-132,01
-142,14

Chú ý: Mốc chuẩn để xác định hệ số k được lấy ở cao trình mặt đất tự nhiên cách
mặt nền cos ∓ 0.00 là 0,75(m).
Tải trọng gió tác dụng vào phần sênô được quy về lực tập trung đặt ở đầu cột Sđ, Sh.
Để an toàn hệ số k lấy ở cao trình đỉnh mái tức là Z=12,45 (m)  k = 1,039
Trị số S tính theo công thức sau:
S = nkW0B∑Cihi = 236,89∑ Cihi
- Gió thổi từ trái sang:
Sd =236,89×0,8×0,5= 94,76 (daN)
Sh = 236,89×(-0,6)×0,5= -71,07 (daN)
- Gió thổi từ phải sang:
Sd =236,89×0,8×0,5= 8=94,76 (daN)
Sh = 236,89×(-0,6)×0,5= -71,07 (daN)

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 24


Đồ Án Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép II

Thiết Kế Khung Ngang Bê Tông Cốt Thép Toàn Khối

94,76

13650

132,01
176,02

3900

142,14
189,52

3900

71,07

118,57

1200

2800

1200

2800

5850

157,96

4500

4500
9000

1200
1200

HÌNH 15. SƠ ĐỒ GIÓ TRÁI TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC 8
(daN, daN/m) – GT

GVHD: ThS. Huỳnh Quốc Hùng
SVTH: Nguyễn Văn Anh - D12X1

Trang 25