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

ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 1 of 126.

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

Footer Page 1 of 126.

Page 1


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 2 of 126.

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

Footer Page 2 of 126.

Page 2


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 3 of 126.

Cho từng loại ô bản, dầm chính, dầm phụ.
Tổng hợp tổng khối lượng cốt thép.
Khối lượng cốt thép trên một m3 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

Footer Page 3 of 126.

Page 3


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 4 of 126.

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 : L1×L2 = 2450×7150 mm
 Kích thước bản kê 4 cạnh điển hình là : L1×L2 = 7150×7350 mm

1.2

Cấu tạo bản sàn điển hình như hình vẽ trên :

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 4 of 126.

Page 4


A BTCT 1

GVHD: Lấ QUANG THễNG

Header Page 5 of 126.
4

7350

BA
N SA ỉ
N 2

BA
N SA ỉ
N 1

2450

DA
M PHUẽ

2450

DA
M PHUẽ

7350

2450

3

7350

2

1

7150
A

7150
B

7150
C

D

Sễ ẹO
SAỉ
N 2

Lấ CễNG TH

Footer Page 5 of 126.

Page 5


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 6 of 126.

1.3

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 :

2.1.1 Bản dầm :
hbd =

1
1
× Ln = ×2450 = 82 mm
30
30

 Chọn hbd = 100 mm

2.1.2 Bản kê 4 cạnh :
hbk = (

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

 Chọn hbk = 170 mm.

2.1.3 Dầm phụ :
1
1
1
1
¸
) × L1 = ( ¸
) ×7150 = (595,8446,9) mm
12 16
12 16

hdp = (

 Chọn hdp = 500 mm

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 6 of 126.

Page 6


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 7 of 126.

bdp = (0,250,5) x hdp = (0,250,5) x500 = (125250) mm

 Chọn bdp= 250 mm
Chọn hdp = 500 mm ; bdp= 250 mm

2.1.4 Dầm chính :
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 hdc= 700 mm , bdc= 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 hdc= 700 mm, bdc= 300 mm

2.2

Loại bản 1

2.2.1 Xác định loại bản sàn :
Xét tỷ số giữa 2 cạnh :

L1 715
=
= 2,92 > 2
Ln 245

 Đây là loại bản dầm,bản 1 phương. Tải trọng chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn
(phương Ln), 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
Ln.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:
hdp 50
=
=5>3
hbd 10
 Đây là bản dầm 2 đầu ngàm.

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 7 of 126.

Page 7


A BTCT 1

GVHD: Lấ QUANG THễNG

Header Page 8 of 126.

BA
N SAỉ
N1

2450

DA
M PHUẽ

2450

DA
M PHUẽ

7350

2450

3

2

7150

7150

A

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

Footer Page 8 of 126.

Page 8


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 9 of 126.

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

586,74 kG.m

293,37 kG.m

586,74 kG.m

293,37 kG.m

2.2.4 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
 Tính : m =

M
γb .Rb .b.h0

 Tính:  = 1 - 1- 2αm
 b Rb bh0
Rs
A
 Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép :  = s
b.h0

 Diện tích cốt thép sẽ là : As 

As
≤ max
b×h0
Hàm lượng cốt thép hợp lý : 0,3 ≤ µ ≤ 0,9
Nếu min = 0,05% ≤  =

2.2.5 Kết quả cốt thép có trong bảng sau :
Tiết
diện

Gối
Nhịp

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

m



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

Astt
(cm2)
3,23
1,57


10
8

Asc
s
As
125 6,28
150 3,35

As
b×h0
0,74 %
0,394 %

=

Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện :
L2 7,15
=
= 2,92  As, pb  20% Ast = 0,2  3,35 = 0,67 cm2
Ln 2, 45
Chọn 6 a 250

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 9 of 126.

Page 9


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 10 of 126.

Cốt thép cấu tạo chọn theo điều kiện :
Asct   6a200; 50%As = 50% x3,35=1,1675 cm2
Chọn 6 a 200

2.2.6 Bố trí cốt thép :

1
2

4

613

3

613

3

613

2

4

2450

3

613

613

613

613

613

3
613

613

613

4

4

613

2

613

613

1

613

613

613

613

613

1
3

613

4
613

4

2450

613

3

613

3

613

3
613

613

2450

613

613

613

613

613

3

613

3

613

3

613

613

613

1

3

3
2

7150
A

Chú thích:

7150
B

7150
C

1
D

Thanh số 1: 6 a 250
Thanh số 2: 8 a 150
Thanh số 3: 10 a 125
Thanh số 4 : 6 a 200

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT BẰNG

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 10 of 126.

Page 10


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 11 of 126.
613 250 613
1

700

6
a250

613 300

613 250 613
3

8
a150

1

6

a250

2

2450

1
8
a150

1

6
a250

2

2450

100

300 613

1

2450

7350
2

3
10
a125

10
a125

3

10
a125

3
8
a150

3

10
a125

3

2

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT 1-1
2.2.7 Kiểm tra độ võng bản dầm :
5 qs tt .l14 5 x1173 x 2, 454 x12
f1 =
=

= 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 :

L2 735
=
=1,03 < 2
L1 715

 Đây là loại bản kê 4 cạnh. Tải trọng làm việc theo hai phương (phương L1 và
phương L2). 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 L1×L2= 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

Footer Page 11 of 126.

Page 11

ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 12 of 126.

2.3.3 Xác định tải trọng :
Tĩnh tải tính toán tác dụng lên sàn
Các lớp cấu tạo

Khối lượng thể tích

Bề dày

Hệ số vượt

Tổng

sàn

(kG/m3)

(m)

tải n

(kG/m2)

1

Gạch ceramic

2000

0,01

1,1

22

2

Lớp vữa lót

1800

0,03

1,2

64,8

3

Bản sàn

2500

0,17

1,1

467,5

4

Lớp vữa trát

1800

0,02

1,2

43,2

Stt

Tổng

-

597,5

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 :  =

L2 735
=
=1,03 <2
L1 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 : h0 = h-a = 17-1,5 = 15,5 cm

M
Rb×b×h02



Tính : m =



Tính:  = 1- 1-2m

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 12 of 126.

Page 12

ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 13 of 126.

ζ = 1-0,5×
 b Rb bh0
Rs



Diện tích cốt thép sẽ là : As 



Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép :  =
Nếu min = 0,05% ≤  =

2.3.6

As
b×h0

As
≤ max
b×h0

Kết quả cốt thép có trong bảng sau :
Tiết

M

diện

(kG.m)

M1

946,4

M2

m

Astt



Asc

=

As
b×h0

(cm2)



s

As

0,046 0,976

2,78

8

150

3,35

0,23%

900,2

0,044 0,977

2,64

8

150

3,35

0,23%

MI

2208,6

0,108 0,943

5,40

10

125

6,28

0,41%

MII

2084,5

0,102 0,946

5,08

10

125

6,28

0,41%

2.3.7 Bố trí cốt thép :

2

2

1

2

1

1788

1

1788

1788

2

1788

1788

2

2

2

1788

1788

1788

1

2

7350

1788

1788

1788

1788

3

2

2
2

7150
A

7150
B

Chú thích:

7150
C

D

Thanh số 1: 8 a 150
Thanh số 2: 10 a 125

BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT BẰNG

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 13 of 126.

Page 13


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 14 of 126.

Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện :
L2 7,35
=
= 1,03  As, pb  20% Ast = 0,2  6,28 = 1,256 cm2
Ln 7,15
Chọn 6 a 200 (Aspb = 1,41 cm2)
300

1788

1788
6

700

a200

8
a150

10

3

a125

8

1

a150

300

1788
6

2

a200

3

8

1

a150

7150

8

1

a150

1

3575
10725

A

B
10
a125

2

10
a125

2

8
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.

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 14 of 126.

Page 14


ĐA BTCT 1

GVHD: LÊ QUANG THÔNG

Header Page 15 of 126.

3. Tính dầm :
3.1

Sơ đồ truyền tải :

LÊ CÔNG THẾ

Footer Page 15 of 126.

Page 15