ĐAMH betong 2 ĐH Bách Khoa TPHCM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Bộ Môn Công Trình

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP 2

GVHD: TS. HỒ ĐỨC DUY

SVTH:
MSSV:
Lớp:

MAI TRẦN AN BÌNH
81300304
XD13DD01
TP. HCM, 04/2017


LỜI MỞ ĐẦU
Bằng việc vận dụng kiến thức tổng hợp từ nhiều môn học chuyên ngành vào thực hành
thiết kế, ĐAMH Bêtông 2 đã tạo cho em những sợi dây xuyên suốt liên kết những hiểu biết
rời rạc trong suốt những năm cuối giảng đường. Qua đó cũng giúp em có cái nhìn rõ ràng hơn
về nghề nghiệp ước mơ mà mình đã theo đuổi bấy lâu.
Trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận được
sự góp ý, nhận xét từ Thầy để kiến thức em ngày càng hoàn thiện hơn và rút ra được nhiều
kinh nghiệm bổ ích có thể áp dụng vào thực tiễn một cách hiệu quả trong tương lai.
Kính chúc Thầy và gia đình luôn vui vẻ, hạnh phúc, dồi dào sức khỏe và thành công
trong công việc.
Em xin chân thành cám ơn.

Sinh viên thực hiện.
MAI TRẦN AN BÌNH


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

MỤC LỤC
Lời mở đầu................................................................................................................... 2
Mục lục ......................................................................................................................... 3
A/ SỐ LIỆU ĐẦU ĐỀ VÀ PHƢƠNG ÁN THIẾT KẾ ............................................ 6
1/ Phân tích phƣơng án thiết kế ................................................................................. 6
2/ Phân tích tải trọng .................................................................................................. 7
2.1 Cấu tạo bản sàn .................................................................................................. 7
2.2 Tĩnh tải tường .................................................................................................... 7
2.3 Tải trọng gió ...................................................................................................... 8
3/ Kích thƣớc sơ bộ ..................................................................................................... 9
3.1 Cấu tạo bản sàn ................................................................................................. 9
3.2 Tiết diện dầm .................................................................................................... 9
3.3 Tiết diện cột ...................................................................................................... 9
B/ TÍNH TOÁN SÀN ................................................................................................ 13
1/ Phân tích nội lực ................................................................................................... 13
1.1 Phương pháp tra bảng ...................................................................................... 13
1.2 Phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm SAFE ................................... 14
2/ Tính toán và bố trí thép sàn ................................................................................. 15
3/ Kiểm tra võng, nứt ................................................................................................ 16
3.1 Kiểm tra hình thành khe nứt ........................................................................... 16
3.2 Kiểm tra độ võng ............................................................................................ 17
3.3 Tính bề rộng vết nứt thẳng góc của cấu kiện .................................................. 21

3.3.1 Bề rộng vết nứt tại gối ............................................................................ 21
3.3.2 Bề rộng vết nứt tại giữa nhịp .................................................................. 22
C/ TÍNH TOÁN KHUNG......................................................................................... 24
1/ Phân tích nội lực trong khung ............................................................................. 24
1.1 Các trường hợp chất tải .................................................................................. 26
1.2 Tổ hợp nội lực ................................................................................................ 26
1.3 Phân tích và đánh giá kết quả nội lực............................................................. 30
2/ Tính toán dầm ....................................................................................................... 31
2.1 Tính toán thép dọc dầm .................................................................................. 31
2.2 Tính toán cốt đai dầm ..................................................................................... 33
3/ Tính toán cột.......................................................................................................... 35
3.1 Phương pháp tính toán thép dọc ..................................................................... 35
3.2 Tính toán thép dọc .......................................................................................... 37
3.3 Tổng hợp cốt thép dọc cột .............................................................................. 44
3.4 Tính cốt đai cột ............................................................................................... 45
Mai Trần An Bình - 81300304

3


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

D/ THIẾT KẾ MÓNG .............................................................................................. 46
1/ Chọn phƣơng án móng ......................................................................................... 46
1.1 Thiết kế móng cho khung trục A .................................................................... 46
1.2 Số liệu thiết kế ................................................................................................ 46
1.3 Xác định tải trọng tác dụng lên từng cột ........................................................ 46
1.4 Xác định sơ bộ kích thước đáy móng ............................................................. 47

2/ Kiểm tra sự làm việc của móng ........................................................................... 49
2.1 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng ............................................................. 49
2.2 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng ..................................................................... 49
3/ Tính cốt thép móng ............................................................................................... 52
3.1 Tính thép móng A1 theo phương X ................................................................ 52
3.2 Tính thép móng A1 theo phương Y ................................................................ 53
3.3 Tính thép móng A2 theo phương X ................................................................ 54
3.4 Tính thép móng A2 theo phương Y ................................................................ 54
3.5 Bảng tổng hợp cốt thép ................................................................................... 54
E/ PHỤ LỤC .............................................................................................................. 55
Tài liệu tham khảo .................................................................................................... 62

Mai Trần An Bình - 81300304

4


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

Mai Trần An Bình - 81300304

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

5


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

A. SỐ LIỆU ĐẦU ĐỀ VÀ
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
1. PHÂN TÍCH PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
Công trình có số tầng nhỏ, bước nhịp không quá lớn. Sử dụng phương án kết cấu phù hợp
nhất là sàn sườn toàn khối trong hệ khung không gian để tính toán
MSSV
81300304

Khung trục
A

L1 (m)
5.2

L2 (m)
5.4

psc (kN/m2)
2.5

Địa điểm
Hà Nội

- Công trình cao 7 tầng, mái bằng;
- Chiều cao tầng: 3.3m ;
- Khoảng cách từ mặt nền đến mặt trên móng: 1.5m ;
- Trọng lượng các lớp hoàn thiện: gs = 1.2 kN/m2;
- Tường xây trên dầm: chiều dày 100mm, t = 18 kN/m3; nt = 1.1;
- Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: Rc = 200 kN/m2.
- Vật liệu sử dụng:

Bê tông

B20, M250

Thép đai
Thép dọc

CI, A-I
CII, A-II

Rb (MPa) =
Rbser (MPa) =
Rs (MPa) =
Rs (MPa) =

Mai Trần An Bình - 81300304

11.5
15
225
280

Rbt (MPa) =
Rbtser (MPa) =
Rsw (MPa) =
Rsw (MPa) =

0.9
1.4
175

225

Eb (MPa)
Es (MPa)
Es (MPa)

27000
210000
210000

6


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtơng cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

2. PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG
2.1. Cấu tạo bản sàn
Gạch Ceramic

Gạch Ceramic

Gạch Ceramic

Vữa lót

Vữa tạo dốc và chống thấm

Vữa láng chống thấm

Bê tông cốt thép 120 mm

Bê tông cốt thép 80 mm

Bê tông cốt thép 80 mm

Vữa trát

Vữa trát

Vữa trát

CẤU TẠO SÀN CHÍNH

CẤU TẠO SÀN BALCON

CẤU TẠO SÀN MÁI

Sàn chính
- Trọng lượng lớp BTCT: 1.1×25×0.1 = 2.8 kN/m2
- Trọng lượng các lớp hồn thiện: 1.2 kN/m2
Tĩnh tải : gst = 2.8 + 1.2 = 4 kN/m2
Hoạt tải : pst = psc × n = 2.5×1.2 = 3 kN/m2
Tổng tải: gs = 4 + 3 = 7 kN/m2
Sàn balcon
- Trọng lượng lớp BTCT: 1.1×25×0.08 = 2.2 kN/m2
- Trọng lượng các lớp hồn thiện: 1.2 kN/m2
Tĩnh tải : gst = 2.2 + 1.2 = 3.4 kN/m2
Hoạt tải : pst = psc × n = 2.5×1.2 = 3 kN/m2

Tổng tải: gs = 3.4 + 2.56 = 5.96 kN/m2
Sàn mái
- Trọng lượng lớp BTCT: 1.1×25×0.08 = 2.2 kN/m2
- Trọng lượng các lớp hồn thiện: 1.2 kN/m2
Tĩnh tải : gst = 2.2 + 1.2 = 3.4 kN/m2
Hoạt tải : pst = psc × n = 0.75×1.3 = 0.975 kN/m2(Loại 19b bảng 3 TCVN 2737-95,chú thích 3)
Tổng tải: gs = 3.4 + 0.975 = 4.375 kN/m2


2.2. Tĩnh tải tƣờng
Tường các tầng cao 3.3m (chưa trừ chiều cao dầm)
STT

Loại tải trọng

Hệ số n

1
2

Tường xây dày 100
Trát 2 mặt dày tb 30mm
gt (kN/m)

1.1
1.3

Mai Trần An Bình - 81300304

Trị tiêu chuẩn

(kN/m)
5.04
0.54
5.580

Trị tính tốn
(kN/m)
5.544
0.702
6.246

7


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

2.3. Tải trọng gió
Nhận xét: Tải trọng gió tác dụng lên khung không gian được tính toán như khung phẳng.
Tải gió bao gồm hai thành phần là gió tĩnh và gió động. Vì công trình có chiều cao dưới
40m nên thành phần động của tải trọng gió không cần xét đến.
Tải trọng gió tác dụng lên khung không gian phải tính toán theo 4 hướng: gió trái, gió phải,
gió trước, gió sau. Mỗi hướng gió gồm gió đẩy và gió hút. Phải tính toán tải trọng gió lên tất
cả các dầm biên của công trình.
Tải trọng gió tác dụng lên các dầm biên được xác định bằng:
W = W0×k×c×γ×H (kN/m)
Trong đó: W0 – Theo TCVN 2737-1995: Hà Nội – II.B (W0 = 0.95 kN/m2)
k – hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực
c – hệ số khí động, lấy bằng +0.8 với gió đẩy và -0.6 với gió hút

γ – hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2
H – Chiều cao của tầng, bằng 3.3 m
Tầng
2
3
4
5
6
7
Mái

Cao độ Z
(m)
3.3
6.6
9.9
13.2
16.5
19.8
23.1

Mai Trần An Bình - 81300304

k

H (m)

0.812
0.918
0.998

1.051
1.095
1.128
1.158

4.80
3.30
3.30
3.30
3.30
3.30
3.30

Wd
(kN/m)
3.55
2.76
3.00
3.16
3.30
3.39
3.49

Wh
(kN/m)
2.67
2.07
2.25
2.37
2.47

2.55
2.61

8


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

3. KÍCH THƯỚC SƠ BỘ
3.1. Cấu tạo bản sàn
 Ô sàn Balcon (1.5m × 5.4m)

Sàn thuộc dạng dầm console, bản làm việc một phương.

Chọn hs = 80mm
 Ô sàn chính (5.2m × 5.4m)

Sàn thuộc dạng bản kê bốn cạnh, bản làm việc hai phương.
(

)

Chọn hs = 100mm
3.2. Tiết diện dầm
 Dầm trục A-B-C:
(
(

)

; Chọn hd = 500mm

)

; Chọn bd = 200mm

 Dầm trục 1-2-3-4:
(
(

)

; Chọn hd = 500mm

)

; Chọn bd = 200mm

 Dầm balcon: chọn sơ bộ kích thước 200 × 250mm
3.3. Tiết diện cột
- Tiết diện cột từ móng lên được thay đổi ở sàn tầng 3, 5.
- Tiết diện cột được chọn thông qua ước lượng tổng tải đứng tác dụng lên cột.
Tổng lực dọc tác dụng lên chân cột của một tầng bất kì đang xét:
∑

∑

Trong đó: n: số tầng công trình (n = 7)

qs: tổng tải trọng tác dụng lên sàn
Mai Trần An Bình - 81300304

9


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

Si: diện tích truyền tải tầng thứ i lên cột đang xét
gd: trọng lượng bản thân dầm trong diện truyền tải
gt: trọng lượng bản thân tường trong diện truyền tải
gc: trọng lượng bản thân cột trong diện truyền tải (bỏ qua)
Vì thực tế cột còn chịu mômen do gió nên cần tăng lực dọc tính toán:
Ntt = (1.0  1.5)N ;
chọn Ntt = 1.1N
Cột được xem như chịu nén đúng tâm, tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:

Trong đó: Rb – Cường độ chịu nén của bêtông (B20 có Rb = 11.5 MPa)

Tải trọng của sàn truyền lên cột theo diện tích phân đều

Từ Ac tính toán được, ta chọn tiết diện Cx×Cy của cột
thỏa yêu cầu:
- Tương đương về diện tích sơ bộ
- Sự thay đổi diện tích theo 2 phương là 30%

Cy

x

Mai Trần An Bình - 81300304

10


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

Tính đại diện cột A1, từ đó ta tính tương tự cho các cột còn lại:
- Chọn sơ bộ tiết diện cột A1:
Tầng 7:
400×400 (Ac_7 = 160000 mm2)
Tầng 5 – 6:
400×400 (Ac_5,6 = 160000 mm2)
Tầng 3 – 4:
400×450 (Ac_3,4 = 180000 mm2)
Tầng 1 – 2:
400×500 (Ac_1,2 = 200000 mm2)
- Tiết diện dầm:
Ad_A,B,C = (0.5 – 0.1)×0.2 = 0.08 (m2)
Ad_1,2,3,4 = (0.5 – 0.1)×0.2 = 0.08(m2)
Ad_balcon = (0.25 – 0.08)×0.2 = 0.034 (m2)
- Diện tích phần sàn chính trong diện truyền tải vào cột A1
S = (0.5×5.2)×(0.5×5.4) = 7.02 (m2)
- Diện tích phần balcon trong diện truyền tải vào cột A1
Sbalcon =1.5×(0.5×5.4) = 4.05 (m2)
- Trọng lượng bản thân dầm trong diện truyền tải vào cột A1

gd = 1.1×25×[(2.6×0.08)+(2.7×0.08)+((1.5+2.7)×0.034)] = 15.6 kN
- Trọng lượng bản thân tường trong diện truyền tải vào cột A1
gt = 6.246×[(0.5×5.2)+(0.5×5.4)] = 33 kN
- Lực dọc tác dụng lên chân cột của 1 tầng bất kì đang xét:
Ni = gs + gd + gt = (7.02×7 + 4.05×5.96) + 15.6 + 33 = 121.9 kN
- Lực dọc do mái truyền xuống:
Nmái = gs + gd = (7.02×4.375 + 4.05×4.375) + 1.1×25×0.034×(2.6+2.7+1.5+2.7)
= 57.3 kN
- Tổng lực dọc tác dụng lên cột tầng 7:
N7 = Nmái + Ni + Ncột = 57.3 + [121.9 + 1.1×25×0.4×0.4×(3.3 – 0.5)] = 191.5 kN
- Tổng lực dọc tác dụng lên cột tầng 5 – 6:
N5_6 = N7 + Ni + Ncột = 191.5 + 2×[121.9 + 1.1×25×0.4×0.4×(3.3 – 0.5)] = 460 kN
- Tổng lực dọc tác dụng lên cột tầng 3 – 4:
N3_4 = N5_6 + Ni + Ncột = 460+2×[121.9 + 1.1×25×0.4×0.45×(3.3 – 0.5)]= 731.5 kN
- Tổng lực dọc tác dụng lên cột tầng 1 – 2:
N1_2 = N3_4 + Ni + Ncột = 731.5+2×[121.9 + 1.1×25×0.4×0.5×(3.3 – 0.5)]= 1106 kN
- Tiết diện cột tối thiểu:
A’c_7 = (1.1×N7)/Rb = (1.1×191.5)/(11.5×103) = 18317 (mm2) < Ac_7 = 160000 (mm2)
A’c_5,6 = (1.1×N5_6)/Rb = (1.1×460)/(11.5×103) = 44000 (mm2) < Ac_5,6 = 160000 (mm2)
A’c_3,4 = (1.1×N3_4)/Rb = (1.1×731.5)/(11.5×103) = 69970 (mm2) < Ac_7 = 180000 (mm2)
A’c_1,2 = (1.1×N1_2)/Rb = (1.1×1106)/(11.5×103) = 105791(mm2) < Ac_7 = 200000 (mm2)
Vậy tiết diện đã chọn có thể sử dụng tính tiếp
Mai Trần An Bình - 81300304

11


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

Ta lập được bảng tính toán chọn sơ bộ để tiết diện cột phù hợp.
Cột

Si
2

Sbalcon_i
2

gd

gt

N7

N56

N34

N12

Fc7

Fc56

Fc34

2

2

2

Fc12

(cm )
700

(cm2)
1058

A1

(m )
7.02

(m )
4.05

(kN)
15.59

(kN)
33.10

(kN)
192

(kN)

460

(kN)
732

(kN)
1107

A2

14.04

8.10

24.05

49.97

344

809

1278

1750

329

774

1223

1674

A3

14.04

8.10

24.05

49.97

344

809

1278

1750

329

774

1223

1674

A4

7.02

4.05

15.59

33.10

192

460

732

1007

183

440

700

963

B1

14.04

17.38

49.34

246

601

959

1319

235

575

917

1262

B2

21.58

23.32

66.21

357

863

1372

1884

342

826

1312

1802

B3

21.58

23.32

66.21

357

863

1372

1884

342

826

1312

1802

B4

14.04

17.38

49.34

246

601

959

1319

235

575

917

1262

C1

7.02

4.05

15.59

33.10

192

460

732

1007

183

440

700

963

C2

7.28

8.10

24.05

49.97

267

638

1012

1389

255

610

968

1329

C3

7.28

8.10

24.05

49.97

267

638

1012

1389

255

610

968

1329

C4

7.02

4.05

15.59

33.10

192

460

732

1007

183

440

700

963

(cm ) (cm )
183
440

Lựa chọn tiết diện theo bảng như sau:
Cột tầng 1-2

Cx (mm) Cy (mm)
400
500

Ix (mm4)
4.17E+09

Iy (mm4)
2.67E+09

F (cm2)
2000

Cột tầng 3-4

400

450

3.04E+09

2.40E+09

1800

Cột tầng 3-4

400

450

3.04E+09

2.40E+09

1800

Cột tầng 5-6
Cột tầng 5-6

400

400

2.13E+09

2.13E+09

1600

400

400

2.13E+09

2.13E+09

1600

Cột tầng 7

400

400

2.13E+09

2.13E+09

1600

Mai Trần An Bình - 81300304

ΔIx (%)
27.10%

ΔIy (%)
10.00%

29.77%

11.11%

0.00%

0.00%

12


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

B. TÍNH TOÁN SÀN
1. PHÂN TÍCH NỘI LỰC

1.1. Phƣơng pháp tra bảng
a) Ô bản balcon làm việc một phương

Liên kết giữa bản và dầm là liên kết ngàm, sơ đồ tính của bản như sau:
q=g+p

Mg =qL2/12

Mg =qL2/12

Mn =qL /24

L = L1=1.5m ; q = qtsb= 3.4 + 2.56 = 5.96 kN/m2

Giá trị các thành phần Mômen:

b) Ô bản sàn chính làm việc hai phương

Liên kết giữa bản và dầm là liên kết
ngàm theo 2 phương, sơ đồ tính của bản
theo phương pháp tra bảng ô sàn 9
P = (gs + ps)L1L2
= (4 + 3) × 5.2 × 5.4 = 196.6 kN

Ta tính được Moment trong các dải sàn như sau :
M1 = m91P = 0.0187 × 196.6 = 3.676 kNm/m
M2 = m92P = 0.0171 × 196.6 = 3.362 kNm/m
MI = k91P = 0.0437 × 196.6 = 8.591 kNm/m
MII = k92P = 0.0394 × 196.6 = 7.746 kNm/m
Mai Trần An Bình - 81300304

13


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

1.2. Phƣơng pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm SAFE

Ô sàn
Ô sàn balcon

Ô sàn chính

Moment
Nhịp
Gối
Nhịp L1
Nhịp L2
Gối L1
Gối L2

M tính từ tra
bảng (kNm)
0.559
1.118
3.676
3.362
8.591

7.746

M từ SAFE
(kNm)
1.432
5.509
6.169
5.609
10.354
9.760

Chênh lệch
(%)
60.96
79.71
40.41
40.06
17.03
20.64

Phương pháp xác định nội lực bằng phần mềm SAFE cho kết quả trên các dải bản lớn hơn so
với phương pháp tính tay tra bảng vì những nguyên nhân sau:
- Phương pháp tính tay được sử dụng với giả thiết EI = ∞, trong khi đó phần mềm SAFE
xử lý kết quả dựa vào EI của các thành phần chịu lực trong ô bản.
- Việc chia dải bản sẽ dồn lại mômen về dải, do đó gây ra mômen lớn ở phần mềm SAFE.
- Còn khi dùng phương pháp tính tay tra bảng theo các hệ số đã có sự phân phối lại nội
lực ở nhịp và gối.
 Sử dụng kết quả nội lực ở phần mềm SAFE để tính toán bố trí thép.

Mai Trần An Bình - 81300304

14


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

2. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP SÀN
- Từ các giá trị mômen chạy từ phần mềm SAFE ta tính cốt thép:
• Giả thiết a = 15 mm → ho_chính = h – a = 100 – 15 = 85 mm
→ ho_balcon = h – a = 80 – 15 = 65 mm
•
•

√

•
• Với R = 0.429 ;
• min <  < max

R

= 0.623 ; b = 1

min = 0.05%;

Ô sàn
Balcon

Chính





;

Moment

M
(kNm)

αm

ξ

As
(mm2)


(%)

Nhịp
Gối
Nhịp L1
Nhip L2
Gối L1
Gối L2

1.432
5.509
6.169
5.609
10.354
9.760

0.030
0.113
0.074
0.068
0.125
0.117

0.030
0.120
0.077
0.070
0.134
0.125

100
398
335
304
582
543

0.15
0.61

0.39
0.36
0.68
0.64

Mai Trần An Bình - 81300304

Chọn cốt thép
a
As

(mm) (mm) (mm2)
6
200
141
10
200
393
10
200
393
10
200
393
10
140
561
10
140
561

As
(%)
29.1
-1.27
14.76
22.65
-3.74
3.21

15


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

3. KIỂM TRA VÕNG, NỨT
3.1. Kiểm tra hình thành khe nứt
- Mômen cực hạn gây ra nứt cho tiết diện được tính toán theo công thức sau:
Mcrc = Rbt,serWpl
Trong đó:

Rbt,ser = 1.4 đối với bêtông B20

(công thức 141 TCVN 5574-2012)
Trong đó:
• Ib0; Is0; I’s0 : lần lượt là mômen quán tính đối với trục trung hoà của diện tích vùng
bêtông chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén.
• Sb0 : mômen tĩnh đối với trục trung hoà của diện tích vùng bê tông chịu kéo.

• Wpl: mômen kháng uốn của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng cốt
thép đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo.
• Vị trí trục trung hòa x được xác định từ phương trình:
S'b0 + S's0 - Ss0 =

(h - x)Abt
2

Với
,
, Ss0 lần lượt là mô men quán tính tĩnh đối với trục trung hòa của diện
tích vùng bêtông chịu nén, diện tích cốt thép chịu nén và diện tích cốt thép chịu kéo.
Trường hợp 1: tính tại giữa nhịp với Mtc = M1/n = 6.169/1.2 = 5.14 kNm/m
As = 393 mm2 ; A’s = 0
;
Abt = b(h – x);
;
Nên ta tính được
cm
Tính Wpl:
cm4
cm3
Is0 = As(h0 – x)2 = 3.93×(8.5 – 5.1)2 = 45.43 cm4
I’s0 = 0
Mai Trần An Bình - 81300304

16


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

cm3
Kiểm tra điều kiện:
Mcrc = Rbt,serWpl = 1.4 × 3150 × 10-3 = 4.41 kNm
Mtc = 5.27 kNm > Mcrc = 4.41 kNm
 Xuất hiện vết nứt thẳng góc ở nhịp
Trường hợp 2: tính tại gối với Mtc = MI/n = 10.354/1.2 = 8.63 kNm/m
As = 561mm2 ; A’s = 393mm2
;
Abt = bx;
Nên ta tính được x là nghiệm của phương trình
bx2 – (1.5bh + αA’s + αAs)x + 0.5bh2 + αA’sh0 + αAsh = 0
100x2 – 1574x + 5696.3 = 0
 x = 5.64 cm
Tính Wpl:
cm4
cm3
Is0 = As(h0 – h + x)2 = 5.61×(8.5 – 10 + 5.64)2 = 96.2 cm4
I’s0 = A’s(h0 – x)2 = 3.93×(8.5 – 5.64)2 = 32.2 cm4
cm3
Kiểm tra điều kiện:
Mcrc = Rbt,serWpl = 1.4 × 3316 × 10-3 = 4.64 kNm
Mtc = 8.63 kNm > Mcrc = 4.64 kNm
 Xuất hiện vết nứt thẳng góc ở gối.
3.2. Kiểm tra độ võng
a) Độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng f1
- Tải trọng: q1 = gsc + psc = (4/1.1) + 2.5 = 6.14 kN/m2
M1 = m91q1L1L2 = 0.0187×6.14×5.2×5.4 = 3.22 kNm

- Hệ số đàn hồi dẻo trên vùng nén (tác dụng ngắn hạn) : ν = 0.45
- Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng (cốt thép gờ) : ls = 1.1
Mai Trần An Bình - 81300304

17


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

- Hàm lượng cốt thép:
=
=

(Công thức 165 TCVN 5574-2012)

- Chiều cao tương đối của vùng bêtông chịu nén:
ξ=

= 0.197

(TCVN 5574-2012 mục 7.4.3.2)

- Cánh tay đòn nội lực: (Công thức 169 TCVN 5574-2012)
z=[

*

]



+

= 76.6 mm

- Hệ số liên quan đến quá trình mở rộng khe nứt:
m =

> 1 ; chọn m = 1

- Hệ số xét đến biến dạng không đều của cốt thép chịu kéo do sự tham gia chịu lực của
bêtông chịu kéo giữa các khe nứt:
s = 1.25 – ls×m = 1.25 – 1.1×1 = 0.15
(Công thức 170 TCVN 356-2005)
- Hệ số xét sự phân bố không đều của biến dạng thớ bêtông chịu nén ngoài cùng : b = 0.9
- Độ cứng của dải bản:
B=





= 1.04×1012

=

- Độ võng của dải bản:
f1 =

= 5.23 mm

b) Độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn f2
- Tải trọng: q2 = gsc = (4/1.1) = 3.64 kN/m2
M2 = m91q2L1L2 = 0.0187×3.64×5.2×5.4 = 1.91 kNm
- Hệ số đàn hồi dẻo trên vùng nén (tác dụng ngắn hạn) : ν = 0.45
- Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng (cốt thép gờ) : ls = 1.1
- Hàm lượng cốt thép:
=
- Chiều cao tương đối của vùng bêtông chịu nén:
ξ=

Mai Trần An Bình - 81300304

= 0.197

18


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

- Cánh tay đòn nội lực:
z=[

*

]



+

= 76.6 mm

- Hệ số liên quan đến quá trình mở rộng khe nứt:
m =

> 1 ; chọn m = 1

- Hệ số xét đến biến dạng không đều của cốt thép chịu kéo do sự tham gia chịu lực của
bêtông chịu kéo giữa các khe nứt:
s = 1.25 – ls×m = 1.25 – 1.1×1 = 0.15
- Hệ số xét sự phân bố không đều của biến dạng thớ bêtông chịu nén ngoài cùng : b = 0.9
- Độ cứng của dải bản:
B=

= 1.04×1012

=





- Độ võng của dải bản:
f2 =

= 3.1 mm

c) Độ võng do tải trọng dài hạn tác dụng ngắn hạn f3
- Tải trọng: q3 = gsc = (4/1.1) = 3.64 kN/m2
M3 = m91q3L1L2 = 0.0187×3.64×5.2×5.4 = 1.91 kNm
- Hệ số đàn hồi dẻo trên vùng nén (tác dụng ngắn hạn) : ν = 0.15
- Hệ số xét đến ảnh hưởng tác dụng dài hạn của tải trọng (cốt thép gờ) : ls = 0.8
- Hàm lượng cốt thép:
=
- Chiều cao tương đối của vùng bêtông chịu nén:
ξ=

= 0.197

- Cánh tay đòn nội lực:
z=[



]

*

+

= 76.6 mm

- Hệ số liên quan đến quá trình mở rộng khe nứt:
m =
Mai Trần An Bình - 81300304

> 1 ; chọn m = 1
19


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

- Hệ số xét đến biến dạng không đều của cốt thép chịu kéo do sự tham gia chịu lực của
bêtông chịu kéo giữa các khe nứt:
s = 1.25 – ls×m = 1.25 – 0.8×1 = 0.45
- Hệ số xét sự phân bố không đều của biến dạng thớ bêtông chịu nén ngoài cùng : b = 0.9
- Độ cứng của dải bản:
B=





= 4.19×1011

=

- Độ võng của dải bản:
f3 =

= 7.7 mm

d) Độ võng tổng cộng tính toán

f = f1 – f2 + f3 = 5.23 – 3.1 + 7.7 = 9.83 mm < [f] = L/200 = 5200/200 = 26 mm
 Độ võng thỏa điều kiện cho phép
e) Độ võng tổng cộng từ phần mềm SAFE

Độ võng tối đa phần mềm SAFE giải ra cho ô sàn là: 7.059 mm
- So sánh kết quả ta thấy chênh lệch độ võng giữa giải tay và giải phần mềm là 28.2%
Mai Trần An Bình - 81300304

20


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

3.3. Tính bề rộng vết nứt thẳng góc của cấu kiện
- Bề rộng vết nứt tính theo:
acrc = 1

20(3.5 – 100) √

3.3.1. Bề rộng vết nứt tại gối
a) Tính acrc1 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Với  = 1 ,  = 1 (thép có gờ) , 1 = 1
Tải trọng tại gối: q1 = gsc + psc = (4/1.1) + 2.5 = 6.14 kN/m2
M1 = k91q1L1L2 = 0.0437×6.14×5.2×5.4 = 7.53 kNm
kN/m2
acrc1 = 1×1×1×

×20×(3.5 – 0.68) √

= 0.102 mm

b) Tính acrc2 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Với  = 1 ,  = 1 (thép có gờ) , 1 = 1
Tải trọng tại gối: q2 = gsc = (4/1.1) = 3.64 kN/m2
M2 = k91q2L1L2 = 0.0437×3.64×5.2×5.4 = 4.47 kNm
kN/m2
acrc2 = 1×1×1×

×20×(3.5 – 0.68) √

= 0.06 mm

c) Tính acrc3 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Với  = 1 ,  = 1 (thép có gờ) , 1 = 1.6 – 15×0.0068 = 1.498
Tải trọng tại gối: q2 = gsc = (4/1.1) = 3.64 kN/m2
M2 = k91q2L1L2 = 0.0437×3.64×5.2×5.4 = 4.47 kNm
kN/m2
acrc3 = 1×1.498×1×

×20×(3.5 – 0.68) √

= 0.09 mm

d) Bề rộng vết nứt
acrc1 – acrc2 + acrc3 = 0.102 – 0.06 + 0.09 = 0.132 mm < [acrc] = 0.3 mm
 Bề rộng vết nứt thỏa điều kiện cho phép

Mai Trần An Bình - 81300304

21


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

3.3.2. Bề rộng vết nứt tại giữa nhịp
a) Tính acrc1 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Với  = 1 ,  = 1 (thép có gờ) , 1 = 1
Tải trọng tại gối: q1 = gsc + psc = (4/1.1) + 2.5 = 6.14 kN/m2
M1 = m91q1L1L2 = 0.0187×6.14×5.2×5.4 = 3.22 kNm
kN/m2
acrc1 = 1×1×1×

×20×(3.5 – 0.39) √

= 0.068 mm

b) Tính acrc2 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Với  = 1 ,  = 1 (thép có gờ) , 1 = 1
Tải trọng tại gối: q2 = gsc = (4/1.1) = 3.64 kN/m2
M2 = m91q2L1L2 = 0.0187×3.64×5.2×5.4 = 1.91 kNm
kN/m2
acrc2 = 1×1×1×

×20×(3.5 – 0.39) √

= 0.04 mm

c) Tính acrc3 do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Với  = 1 ,  = 1 (thép có gờ) , 1 = 1.6 – 15×0.0039 = 1.5415
Tải trọng tại gối: q2 = gsc = (4/1.1) = 3.64 kN/m2
M2 = k91q2L1L2 = 0.0187×3.64×5.2×5.4 = 1.91 kNm
kN/m2
acrc3 = 1×1.5415×1×

×20×(3.5 – 0.39) √

= 0.062 mm

d) Bề rộng vết nứt
acrc1 – acrc2 + acrc3 = 0.068 – 0.04 + 0.062 = 0.09 mm < [acrc] = 0.3 mm
 Bề rộng vết nứt thỏa điều kiện cho phép

Mai Trần An Bình - 81300304

22


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

e) Kết quả chạy từ phần mềm SAFE

Ảnh chụp từ mô hình SAFE
- Bề rộng vết nứt tối đa phần mềm tính được là: 0.171 mm
- So sánh kết quả giữa giải tay và giải bằng phần mềm ta thấy chênh lệch nhau 47.37 %

Mai Trần An Bình - 81300304

23


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

C. TÍNH TOÁN KHUNG
1. PHÂN TÍCH NỘI LỰC TRONG KHUNG

Mô hình hóa công trình trong ETABS

Sơ đồ cấu kiện trong mặt bằng tầng điển hình của mô hình
Mai Trần An Bình - 81300304

24


Thuyết minh ĐAMH Kết Cấu Bêtông cốt thép 2

GVHD: TS. Hồ Đức Duy

Sơ đồ cấu kiện trong mặt đứng khung trục A của mô hình

Mai Trần An Bình - 81300304

25