Thuyết minh đồ án bê tông cốt thép 1

Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT 1
SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM
I. ĐẦU ĐỀ
1. Sơ đồ sàn

Hình 01: Sơ đồ mặt bằng sàn

2. kích thước:

;

(các kích thước lấy từ trục dầm đến trục

dầm).
3. Hoạt tải: Giá trị tiêu chuẩn

, hệ số vượt tải

.

4. Vật liệu: Sử dụng bêtông B20, cốt thép của bản loại AI, cốt thép dọc của
dầm loại AII; cốt thép đai của dầm loại AI.
5. Số liệu tính toán:
Bêtông B20 có: Rb = 11,5 MPa; Rbt = 0,9 MPa
Cốt thép loại AI có: Rs = 225 MPa; Rsw = 175 MPa
Cốt thép loại AII có: Rs = 280 MPa; Rsw = 225 MPa
SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 1


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

II. TÍNH BẢN
1. Sơ bộ kích thước
 Chiều dày bản sàn:

 Chọn hb = 8 (cm).
 Dầm phụ: Nhịp = 5000 (mm)

 Chọn hdp = 350(mm).

 Chọn bdp = 150(mm)
 Dầm Phụ (150x350) mm
 Dầm chính: Nhịp

(mm)

 Chọn hdc = 500(mm)

 Chọn bdc = 250 (mm)
 Dầm chính (250x500) mm
2. Sơ đồ tính:
Cắt một dải bản rộng b=1m vuông góc với dầm phụ, xem như là một dầm
liên tục có gối tựa là dầm phụ

Hình 02: Mặt cắt A-A
SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 2


Thuyết minh đồ án BTCT1

- Ta có:

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Cạnh dài của 1 ô bản là l2
Cạnh ngắn của 1 ô bản là l1

- Xét tỷ số cạnh dài và cạnh ngắn của một ô bản:

 Xem bản dầm làm việc một phương.
- Nhịp tính toán:

+ Nhịp biên:
+ Nhịp giữa:
3. Tải trọng tác dụng lên bản
 Tĩnh tải

Hình 03: Các lớp cấu tạo sàn

Thông số của các lớp vật liệu:
• Gạch ceramic: ggạch = 25 (daN/m2)

• Vữa lót: Dày h1=2cm, γ = 1800 (daN/m3 ), n = 1,2
gvữa lót = h1 × γ × n = 0,02 × 1800 × 1,2 = 43,2 (daN/m2)
• Bê tông cốt thép: Dày h2=8cm, γ = 2500 daN/m3 , n = 1,1

gbtct = h2 × γ × n = 0,08 × 2500 × 1,1 = 220 daN/m2

• Vữa tô: Dày h3=2cm, γ = 1800 daN/m3 , n = 1,2
gvữa tô = h3 × γ × n = 0,02 × 1800 × 1,2 = 43,2 daN/m2

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 3


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

 Tổng tĩnh tải:
gs = ggạch + gvữa lót + gbtct + gvữa tô = 25+43,2+220+43,2 = 331,4 (daN/m2)
 Hoạt tải:

Vậy ta có :
 Tải trọng toàn phần tác dụng lên sàn là:

 Tải trọng toàn phần tác dụng lên dải bản rộng b = 1m là:
qs = 611,4 daN/m

Hình 04: Sơ đồ tính bản

4. Tính nội lực
 Momen nhịp biên:

 Momen gối 2

 Momen nhịp giữa và gối giữa:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 4


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

5. Tính toán cốt thép
- Tính toán cốt thép
theo

trường hợp
hình chữ

cấu kiện chịu uốn, tiết diện
Hình 05: Biểu đồ momen bản sàn

nhật, tiết diện bxh.

Hình 06: Mặt cắt bản sàn bề rộng 1m

- Chọn a = 20 (mm), = h – a = 80 – 20 = 60 (mm)
- Nội lực theo sơ đồ dẻo:
+ Tại nhịp biên:

M = 239,31 daN.m

+ Gối thứ 2:

M = 256,93 daN.m

+ Tại nhịp giữa, gối giữa: M = 176,64 daN.m
 Công thức tính toán và kiểm tra:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 5


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

- Kiểm tra hàm lượng thép:

- Kiểm tra độ dư, thiếu thép:

dư thép, lượng dư không quá 5%.
thiếu thép, lượng thiếu không quá 3%.
 Kết quả tính toán:
BẢNG 01: CỐT THÉP SÀN

Cốt thép chọn
a
(cm2)
Ø
(cm2)
(mm)

Tiết diện

M
(daNm
)

Nhịp biên

239,31

0,058

0,060

1,84

6

150

1,89

0,31

Gối 2

256,93

0,062

0,064

1,96

8

200

2,50

0,33

Nhịp giữa

176,64

0,043

0,044

1,35

6

200

1,41

0,23

Gối giữa

176,64

0,043

0,044

1,35

6

200

1,41

0,23

(%)

 Bảng trên đã đạt yêu cầu về độ dư , thiếu thép.
• Cốt thép cấu tạo :chịu momen âm dọc theo các gối biên và phía trên
dầm chính được xác định như sau:

 Chọn Ø6a200 (As = 1,41cm2)
• Cốt thép phân bố :chọn theo điệu kiện sau (trong đó As là diện tích cốt
thép chịu lực tính cho dải bản b=1m, chịu momen dương)

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 6


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Suy ra
 Chọn
Kết luận :
- Cốt thép cấu tạo: Gối biên đặt Ø6a200
- Cốt thép phân bố: Chọn Ø6a250
5. Bố trí cốt thép:

Hình 07: Bố trí thép sàn

III. TÍNH DẦM PHỤ THEO SƠ ĐỒ BIẾN DẠNG DẺO
1. Sơ đồ tính
Dầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp với các gối tựa là dầm chính.

Hình 08: Mặt cắt dầm phụ

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 7


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

2. Nhịp tính toán

- Nhịp biên:
- Nhịp giữa:
 Nhịp tính toán:

3. Tải trọng
 Hoạt tải:
 Tĩnh tải:
• Trọng lượng bản thân dầm phụ:

• Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

 Tổng tĩnh tải:
 Tải trọng toàn phần:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 8


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Tỷ số:

; tra bảng được k = 0,183

Hình 09: Sơ đồ tính dầm phụ

4. Tính nội lực
 Momen:
- Tung độ của hình bao momen tính theo công thức:
+ Nhánh dương:
+ Nhánh âm:
- Momen dương bằng không cách mép gối 2 một đoạn:
+ Tại nhịp biên:
+ Tại nhịp giữa:

- Momen âm bằng 0 tại điểm nằm trên nhịp biên và cách mép gối 2 một
đoạn:
- Momen dương lớn nhất cách gối biên một đoạn:

- Tại nhịp biên lấy biểu đồ momen là đường thẳng.
BẢNG 02: KẾT QUẢ MOMEN DẦM PHỤ (kNm)

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 9

Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Tung độ biểu diễn đồ thị bao
momen

Hệ số β
Nhịp Vị trí

1

2

Nhánh
dương
β1

0
1
2
2'
3

0,065
0,09
0,091
0,075

4

0,02

5
6
7
7'

0,018
0,058
0,0625

Nhánh
âm
β2

qdp.L02

342,5
-0,0715
-0,0148
0,01912

Nhánh dương
kNm

Nhánh âm
kNm

22,3

30,8
31,2
25,7
7
6,2
19,9
21,4

-24,5
-5,1
6,5

Hình 10: Biểu đồ momen dầm phụ (kNm)

 Lực cắt:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 10


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Hình 11: Biểu đồ lực cắt dầm phụ (kN)

5. Tính cốt thép:
 Cốt dọc:
*Tại tiết diện ở nhịp momen dương. Tính theo tiết diện chữ T quy

đổi (bản cánh chịu nén).
- Xác định bề rộng bản cánh :
+

Ta lấy theo điều kiện sau:

Hình 12: Tiết diện chữ T quy đổi

 Chọn = 300 mm.
- Bề rộng bản cánh là: = 150 + 2×300

= 750 (mm)
- Kích thước tiết diện chữ T: = 15cm, h = 35cm,
30cm,

= 8cm, Sf =

= 75cm.
- Giả thiết a = 5cm, ta có = h – 5 = 35 – 5 = 30cm.
- Xác định vị trí trục trung hòa:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 11


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Trục trung hòa qua cánh với
tiết diện hình chữ nhật lớn: (750 x 350) mm.
 Công thức tính toán:

*Tại tiết diện ở gối momen âm: Với momen âm, cốt thép tính
theo tiết diện chữ nhật nhỏ: (bdp x hdp) = (150x350) mm.
 Công thức tính toán:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 12


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Thép chọn

M
(daNm)

Tiết diện

2

(cm )
Ø

µ

(%)

(cm2)

Gối 2
(150x350)

2450

0,158

0,173

3,20

3Ø12

3,39

0.71

Nhịp biên
(750x350)

3120

0.040

0.041

3,79

2Ø14+
1Ø12

4,211

0.84

Nhịp giữa
(750x350)

2140

0.028

0.028

2,59

2Ø14

3,08

0.58

BẢNG 03: KẾT QUẢ TÍNH THÉP DẦM PHỤ

Kiểm tra hàm lượng cốt thép thỏa điều kiện:

 Tính cốt ngang:
• Số liệu:
b = 150 mm, h = 350 mm, a = 50 mm, h0 = 300 mm.
Q = 43,26 kN (bên trái gối 2 ).
- Bêtông: Cấp độ bền chịu nén B20 có:
; = 27000Mpa.
- Thép: Nhóm AI có:
; = 210000Mpa.
- Dự kiến dùng thép 6, 2 nhánh => = 2×28,3 = 56,6 mm2.
• Điều kiện tính toán:
Qmax = 43,26 (kN) < 0,33 Rb bdp ho
= 0,33 11,5 103 0,15 0,30 = 170,8 (kN)
SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 13


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

=> Đảm bảo bê tông không bị phá hoại bởi ứng suất nén chính trên
tiết diện nghiêng.
Qmax = 43,26 kN > 0,6.Rbt.bdp.h0
= 0,6 0,9 103 0,15 0,30= 24,3 (kN)
=> Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, phải tính cốt ngang (cốt
đai).
• Tính khoảng cách thép đai: S = Min (Sct;Stt;Smax)

Khả năng chịu cắt của đai trên chiều dài.

- Theo cấu tạo (Sct):

 Vậy chọn S1 = 150 mm ; S2 = 200 mm
- Ghi chú:
S1: Khoảng cách đặt cốt đai dày.
S2: Khoảng cách đặt cốt đai thưa.

 Cắt thép dầm phụ:
- Thép chịu momen dương ở nhịp cắt ở vị trí L/6
SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 14


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

- Thép chịu momen âm ở gối cắt ở vị trí L/4.

Hình 13: Bố trí thép dầm phụ

Hình 14: Mặt cắt ngang dầm phụ

V. TÍNH DẦM CHÍNH THEO SƠ ĐỒ ĐÀN HỒI
1. Sơ đồ tính

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 15


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Dầm chính là dầm 4 nhịp với các gối tựa là cột.

150

2150

150

2150

150

2150

150

2150

150

2150

80

150

300
2300

2300
6900

2300

2300

2300
6900

2300

Hình 15: Mặt cắt dầm chính

- Nhịp tính toán:
2. Xác định tải trọng
 Tĩnh tải:
- Trọng lựợng bản thân đựợc qui về lực tập trung:

- Trọng lượng dầm phụ truyền vào quy về lực tập trung:

 Tĩnh tải tập trung:
 Hoạt tải :

P

P

P

P

P

P

P

P

G

G

G

G

G

G

G

G

6900

6900

6900

6900

Hình 16: Sơ đồ tính dầm chính

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 16

350

2075

500

150


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

3. Tính nội lực và vẽ biểu đồ bao momen:

- Tung độ biểu đồ bao momen của tĩnh tải:

- Tung độ biểu đồ bao momen của hoạt tải:

 Tính biểu đồ momen cho từng trường hợp chất tải
- Các trường hợp chất tải:

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 17


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Hình 17: Các trường hợp chất tải

* Trong các sơ đồ d, e, f và g bảng tra không cho hệ số
phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu:

tại một số tiết diện,

Ta có:
+ Sơ đồ (d):

.

M2

1066

C

4318

B

2651

5029

A

2296

7132

.

M3
M4

M1

M3

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

2466

B

3881

2111

6354

+ Sơ đồ (e):

C

M4

Trang 18


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

1851

3177

+ Sơ đồ (f):

526

A

M1

B

267

C

M4

M3

800

M2

533

2110

4221

+ Sơ đồ (g):

M4

M3

2111

B

4592

5999

A

C

M2
M1

Bảng 04: Tung độ của biểu đồ momen từng trường hợp chất tải (daN.m)
Tiết diện

1

2

Gối B

3

4

Gối C

α

0,238

0,143

-0,286

0,079

0,111

-0,19

MG

8264

4965

-9930

2743

3854

-6597

Sơ đồ
a

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 19


Thuyết minh đồ án BTCT1

b

c

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

α

0,286

0,238

-0,143

-0,127

-0,111

-0,095

MP1

6354

5288

-3177

-2822

-2466

-2111

α

-0,048

-0,095

-0,143

0,206

0,222

-0,095

MP2

-1066

-2111

-3177

4577

4932

-2111

-0,321

α

d

MP3
α

e

5029

2651

-7132

-0,031

-0,063

-0,095

-689

-1400

-2111

MP4

MP5

267

533

MP6

4318

800

5999

4592

-4221

-1066

-0,286

3881

2466

-6354
-0,143

-526

-1851

-0,19

α

g

2296

0,036

α

f

-0,048

-3177

0.095

-2110

0

2111

 Biểu đồ momen cho từng tổ hợp chất tải:
BẢNG 05: TỔ HỢP MOMEN (daN.m)
Tiết diện
1

2

Gối B

3

4

Gối C

M1=MG+MP1

14618

10253

-13107

-79

1388

-8708

M2=MG+MP2

7198

2854

-13107

7320

8786

-8708

M3=MG+MP3

13293

7616

-17062

5039

8172

-7663

M4=MG+MP4

7575

3565

-12041

6624

6320

-12951

M5=MG+MP5

8531

5498

-9130

2217

2003

-9774

M6=MG+MP6

14263

9557

-14152

633

3854

-4486

Momen

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 20


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Mmax

14618

10253

-9130

7320

8786

-4486

Mmin

7198

2854

-17062

-79

1388

-12951

13107

13094

8708
1388

14618

7198

8786

10253
13107

2844

7320

7209

13094

8708
1389

2854

7320

8786

10253

17062

14618

13350
7663

13293

7616

5039

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

2006
8172

10250

14527

Trang 21


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

12041

7575

3565

12951

6624

3565

6624

7575

12830

9774

2217

5498

6320

6320

9130

8531

12041

2003
8178

3020

7164

14152

7297

14152
4486
633

14263

3854

3854

9557

9557

14263

 Xác định momen mép gối

Hình18: Xác định momen mép gối (daNm)

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 22


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Gối B:

Gối C:

4. Tính nội lực và vẽ biểu đồ bao lực cắt
 Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp đặt tải
Ta có: đạo hàm của momen chính là lực cắt. Suy ra:
Xét 2 tiết diện a và b cách nhau một đoạn x, chênh lệch momen của
hai tiết diện là

Do đó lực cắt giữa hai tiết diện đó là :

Bảng 06 : Xác định tung độ biểu đồ lực cắt từng trường hợp đặt tải (daN)
Đoạn
A-1

1-2

2-B

B-3

3-4

4-C

3593

-1434

-6476

5510

483

-4544

Sơ đồ
a

QG

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 23

Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

b

QP1

2759

-460

-3680

154

155

154

c

QP2

-463

-454

-463

3371

154

-3062

d

QP3

2187

-1034

-4253

4099

879

-2341

e

QP4

-300

-309

-309

2605

-615

-3835

f

QP5

116

116

116

-577

-576

-577

g

QP6

2608

-612

-3832

918

917

918

 Xác định biểu đồ bao lực cắt:
Bảng 07: Xác định tung độ biểu đồ lực cắt từng tổ hợp tải và biểu đồ bao lực
cắt (daN)
Đoạn

A-1

1-2

2-B

B-3

3-4

4-C

Q1= QG+ QP1

6352

-1894

-10157

5664

638

-4390

Q2= QG+ QP2

3130

-1889

-6940

8881

637

-7606

Q3= QG+ QP3

5780

-2468

-10730

9609

1362

-6885

Q4= QG+ QP4

3293

-1743

-6785

8115

-132

-8379

Q5= QG+ QP5

3709

-1319

-6360

4933

-93

-5120

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 24


Thuyết minh đồ án BTCT1

GVHD: Trần Thị Nguyên Hảo

Q6= QG+ QP6

6201

-2046

-10308

6428

1400

-3626

Qmax

6352

-1319

-6360

9609

1400

-3626

Qmin

3130

-2468

-10730

4933

-93

-8379

6352

7619

5664

6930

3134

4390
8885

10157

10150

8881
4399

,

3130

6940

5665

7606

6352

10188

9609
5780

4208

6885

5856

6316

10730

SVTH: Lê Quang Đạt-15520800055

Trang 25