ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 (SƠ ĐỒ A) (THUYẾT MINH+BẢN VẼ+ BẢNG CELL)

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

PHẦN 1 .CÁC SỐ LIỆU VÀ SƠ DỒ THIẾT KẾ
1.1. Cơ sở thiết kế
+ TCVN 5574 : 2012 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép).
+ TCVN 2737 – 1995 (Tải trọng và tác động).
1.2. Vật liệu sử dụng
a. Bê tông: Sử dụng bêtông cấp độ bền B15, có các đặc trưng vật liệu như sau:
 Môđun đàn hồi: Eb = 23x103 Mpa
 Cường độ chịu nén: Rb = 8,5 Mpa.
 Cường độ chịu kéo: Rbt = 0,75 Mpa
b. Cốt thép: Sử dụng cốt thép CI, CII, có các đặc trưng vật liệu như sau:
 Cốt thép CI: (Ø<10)
 Môđun đàn hồi: Es = 21x104 Mpa = 21x107 (kN/m2).
 Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 225 Mpa
 Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 Mpa
 Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 175 Mpa
 Cốt thép CII: (Ø 10)
 Môđun đàn hồi: Es = 21x104 Mpa = 21x107 (kN/m2).
 Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 280 Mpa
 Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 Mpa
 Cường độ khi tính cốt ngang: Rsw = 225 Mpa

Trang 1


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

1.3. Sơ đồ sàn : (Sơ đồ A)

6000

D

18000
6000

C

6000

B

A

1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1800
5400
5400
5400
5400
21600

1

2

3

4

5

Hình 1.1. Mặt bằng sàn
Kích thước từ giữa trục dầm và trục tường: l 1= 1,8m); l2= 6,0(m). Tường chịu lực,
có chiều dày t= 34(cm).
- Hoạt tải tiêu chuẩn: ptc= 13,0(kN/m2)

Trang 2


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

II: TÍNH TOÁN BẢN SÀN
2.1. Sơ đồ bản sàn
Xét tỷ số hai cạnh ô bản:

l2 6, 0

 3,33  2
l1 1,8

Bản là bản dầm, xem bản chỉ làm việc theo phương cạnh ngắn (phương l 1), do đó
khi tính toán có thể cắt ra một dải có chiều rộng b=1m theo phương ngắn để xác định
nội lực và tính toán cốt thép chịu lực đặt theo phương l1.
Để tính bản, ta cắt một dải rộng b 1= 1(m) vuông góc với dầm phụ và xem như

một dầm liên tục.
2.2. Lựa chọn kích thước các bộ phận
2.2.1.Chiều dày bản hb
D
m

- Áp dụng công thức: hb  l
- Trong đó: l là nhịp của bản (cạnh bản theo phương chịu lực), l = l 1= 1800(mm).
D = 0,8 1,4 phụ thuộc tải trọng.
m: phụ thuộc loại bản: với bản loại dầm m = 30 35.
- Vì hoạt tải tiêu chuẩn p=13kN/m2 là khá lớn nên chọn D= 1,2; chọn m= 30
hb=

1, 2 �1800
= 72(mm). Chọn hb= 80(mm) ≥ hmin= 60(mm)
30

2.2.2.Dầm phụ
- Chiều cao tiết diện dầm chọn theo nhịp:
hdp=

1
l d
md

Trong đó: ld – nhịp dầm đang xét, ld= l2= 6000 (mm).
md – hệ số, với dầm phụ md= 12 20
do nhịp dầm phụ khá lớn (L=6000mm), Hoạt tải sàn lớn ptc=13kN/m2. nên chọn md=12
Vậy: hdp=

1
.6000  500mm
12

- Chọn hdp = 500(mm).
bdp = (0,3-0,5)hdp, chọn bdp = 200(mm)
Vậy kích thước sơ bộ của dầm phụ là 200 × 500mm
2.2.3.Dầm chính
- Nhịp dầm chính: ld = 3 l1 = 3 �1800 =5400(mm).
- Với dầm chính md= 8 12 chọn md=8
- Chiều cao tiết diện dầm chính:
1
8

hdc = .5400  675mm
Trang 3


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

- Chọn hdc= 650(mm),
bdc = (0,3-0,5)hdc, chọn bdc = 300(mm)
Vậy kích thước sơ bộ của dầm chính là 300 × 650mm.
2.3. Nhịp tính toán của bản

340
120

2190
2400

200

2200
2400

200

2200
2400

Hình 2.1. Xác định nhịp tính toán của bản sàn
- Nhịp giữa: l = l1 – bdp = 1,8 – 0,2 = 1,6 (m).
- Nhịp biên: Nhịp tính toán l0 lấy bằng khoảng cách từ mép dầm phụ đến điểm đặt phản
lực gối tựa ở trên tường. Điểm này được qui ước cách mép của tường một đoạn:
Cb = 120(mm).
bdp

200 340 120
t Cb



= 1800 
= 1590 (mm) = 1,59 (m)
2
2
2

2 2 2
1, 6  1,59
�100% = 0,63% < 10% nên ta dùng sơ đồ tính bản
- Chênh lệch giữa các nhịp:
1, 6

lb= l1b 



có kể đến sự xuất hiện của khớp dẻo.
2.4.Tải trọng trên bản
- Hoạt tải tính toán: pb = ptc n = 13,0 1,2 =15,6kN/m2.
Bảng 2.1. Bảng xác định tĩnh tải tác dụng lên sàn

Tải trọng toàn phần qb = pb + gb = 15,6+ 3,38 =18,98 (kN/m2)
Vì bản được tính như một dầm liên tục đều nhịp có bề rộng b = 1m nên tải trọng tính
toán phân bố đều trên 1m bản sàn là:
Trang 4


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

qtt= qb x 1= 18,98(kN/m2)
2.5. Tính nội lực
Vì sự chênh lệch giữa các nhịp tính toán < 10% nên mômen trong bản được xác
định theo sơ đồ khớp dẻo, ta có thể dùng công thức tính sẵn để tính mômen cho các tiết
diện như sau:

* Mômen dương ở giữa nhịp giữa:
Mnhg = +

q b l 2
18,98 �1, 6 2
=
= 3,04 (kNm)
16
16

* Mômen âm ở gối tựa giữa:
Mgg = -

q b l 2
18,98 �1, 6 2
== - 3,04 (kNm)
16
16

* Mômen dương lớn nhất ở nhịp biên:
q b l b2
18,98 �1,592
Mnhb =
=
= 4,36 (kNm)
11
11

* Mômen âm ở gối tựa thứ hai:
Mnhb = -

qb l b2
18,98 �1,592
== - 4,36 (kNm)
11
11

pb = 15,60kN/m

gb = 3,38kN/m
pb
gb

1590

1600

3.04

3.04

3.04
3.04

4.36
4.36

1600

Hình 2.2. Sơ đồ tính và biểu đồ mômen của bản sàn

2.6.Tính cốt thép
Bản sàn được coi như dầm liên tục có tiết diện chữ nhật b × h = 1000 × 80(mm)
Chọn a = 15(mm).Trong đó: a là khoảng cách từ mép chịu kéo của tiết diện đến
trọng tâm của cốt thép chịu kéo.
Chiều cao làm việc của tiết diện: h0= h - a =80 - 15 = 65 (mm)
2.6.1.Tính cốt thép nhịp biên và gối biên
M = Mnhb = 4,36(kNm)
m 

M
4,36 �106

 0,121
Rb .b.h02 8,5 �1000 �652

Vì αm =0,121≤ αpl =0,3tra bảng có   0,935
Trang 5


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

Diện tích cốt thép được tính theo công thức:
As =

M
4,36 �106
=
= 319(mm2)

Rs . .h0 225 �0,935 �65

Hàm lượng cốt thép trong bản ở phần nhịp biên và gối biên:
As
319
.100% =
�100% = 0,49%
b.h0
1000 �65
R
8,5
 max %   pl b .100%  0,37
.100%  1, 4%
Rs
225

% 

Vậy: µmin= 0,05% ≤ µ = 0,52% ≤ µmax = 1,4%. Thỏa mãn.
Vậy chọn 8; s = 150(mm) có As=335mm2 là thỏa mãn
2.6.2. Tính cốt thép nhịp giữa và gối giữa:
Với M = Mnhg = Mg = 3,04 (kNm)
m 

M
3, 04 �106

= 0,085
Rb �b �h02 8,5 �1000 �652

Vì αm =0,085≤ αpl =0,3 tra bảng có   0,956
Diện tích cốt thép được tính theo công thức:
As =

M
3, 04 �106
=
= 217(mm2)
Rs . .h0 225 �0,956 �65

Hàm lượng cốt thép trong bản ở phần nhịp giữa và gối giữa:
% 

As
217
.100% =
�100% = 0,33%
b.h0
1000 �65

Vậy: µ% =0,33% > µmin %= 0,05% thỏa mãn.
Chọn 6, s = 130(mm), có As = 218(mm2).
* Tại các nhịp giữa và gối giữa ở trong vùng được phép giảm tối đa 20% cốt thép Diện
tích cốt thép cần thiết:
As = 0,80 217= 173,6(mm2)
Hàm lượng cốt thép :
% 

As
173, 6

.100% =
�100% = 0,27%
b.h0
1000 �65

Vậy: µ% =0,30% > µmin = 0,05% thỏa mãn.
Chọn 6, a = 160 (mm), có As = 177(mm2)
Kiểm tra lại chiều cao làm việc h0. Lấy lớp bảo vệ 10(mm).
* Với tiết diện dùng 8, có h0 = 80 – 10 – 4 = 66(mm).
* Với tiết diện dùng 6, có h0 = 80– 10 – 3 = 67(mm).
Nhận xét: h0 đều xấp xỉ và nghiêng về phía lớn hơn so với trị số đã dùng để tính toán là
65 (mm), nên sự bố trí cốt thép như trên là được và thiên về an toàn.
2.6.3. Bố trí cốt thép trong sàn
Trang 6


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

 Thép chịu mô men âm
Xét tỉ số:

pb 15, 6
pb

= 4,61 
> 3. �   0,3
gb 3,38
gb

Khoảng cách từ mép dầm phụ đến mút cốt mũ bằng: 0,3×1600= 480(mm) Tính từ
trục dầm phụ là 100+480=580mm (lấy tròn 600mm)
Thép chịu mô men âm được đặt xen kẽ nhau đoạn vươn từ thép ngắn hơn tính từ
mép dầm phụ là

1
1
.l0  .1600  266mm .chọn 270mm. Tính từ trục dầm phụ là
6
6

100+270=360mm (lấy tròn 400mm)
 Thép chịu mô men dương
Thép dọc chịu mô men dương được đặt xen kẽ nhau, khoảng cách từ đầu mút thép
ngắn hơn đến mép tường là
1
1
.l0b  .1590  132,5mm ( lấy tròn 130mm)
12
12

khoảng cách từ đầu mút thép ngắn hơn đến mép dầm phụ là
1
1
.l0  .1600  200mm
8
8

2.6.4.Cốt thép phân bố - cấu tạo

a. Thép mũ cấu tạo
+ Cốt thép mủ cấu tạo chịu mômen âm dọc theo các gối biên và phía trên dầm chính
được xác định:
As,ct ≥ 50%As gối giữa = 0,5 × 217= 108,5mm2
As,ct ≥ Φ6 a200
Chọn Φ 6 a200 có As = 141mm2.
Dùng các thanh cốt mũ.
* Khoảng cách từ mép cốt mũ đến mép dầm chính:
1
1
l0  1600  400 (mm)
4
4

* Khoảng cách từ mép cốt mũ đến trục dầm:
400 + 300/2 = 550(mm).
b. Cốt thép phân bố
Cốt phân bố đặt vuông góc và liên kết với cốt chịu lực. Diện tích các cốt này, tính
trong phạm vi bề rộng dải bản b1 = 1m.
* Cốt thép phân bố ở phía dưới chọn theo điều kiện sau:
L2 6000

 3,33 >3
L1 1800
 As,pb ≥ 15% Ast = 0,15×217= 32,55mm2

Chọn Φ6a250 có Asc= 94,3mm2
Trang 7

340

120

D? M CHÍNH

3

Ø6
7
s250
200 200 200

1200

200 200 200

1200

200 200 200

200

1600
1800

200

1600
1800

200

70

6000

A

B

Ø8s300
1800

C

1800

1800

1800
5400

E

200

500

700

420

Ø6 a200
Ø6
s200

300

2

C-C TL: 1/25

50

50

Ø6s260
5
18200

600

400

600

400

Ø6

7
s250

600

400

Ø6
10
s250

D-D TL: 1/25

Ø6s260 6
1200
Ø8s300

Ø6
7
s250

Ø6
7
s250

400

Ø6
7
s250

Ø6
7
s250

200 200 200

1200

200 200 200

1200

200 200 200

1700
1800

200

1600
1800

200

1600
1800

200

B
Ø8s300

70 300

60

9

600

400

1200

10

60

1

70

50

600

400

A

Ø6 a250

Ø6s200

8

70
Ø6s260 6
1200

70

Ø6s260
4'
800

60

Ø6
7
s250

300

400

50

3'

1200

70

70

50

600

130

80

1100
300

Ø6s260
4'
800

70
Ø6s260 6
1200

50

1

200

MÆT B»NG SµN TL:1/150
400

70

70

120

1800

D

70

Ø6s260

3'

80

1800
5400

60

1200

80

1800

2

80

1800

1200

70

Ø8s300
4
800

70
Ø8s300

Ø6s260

3

Bè TRÝCè T THÐP B¶ N THEO MÆT C¾T A-A TL:1/25
1

1800
5400

1200

70

9

60

340

1800

Ø6
7
s250

Ø6
7
s250

1200

80

6000

18000

70 300

60

1800

400

B

D? M CHÍNH

1800
5400

Ø6
7
s250

Ø6
7
s250

600

400

A
Ø6s200

1800

600

400

1700
1800

Ø8s300

2

600

400

80

80

6000

300

600

400

Ø6
7
s250

130

D?M PH?

D?M PH?

D?M PH?

4

600

400

80

600

200

80

VÙNG GI? M 20% DI? N TÍCH C? T THÉP

1200

70

9

70

Ø8s300
4
800

70
Ø8s300
1200

2

Ø8s300
1800

60
1

50
50

Ø6s320

3
70

1200

70

70

Ø6s320
4'
800

70
Ø6s320
6
1200

50

50

Ø6s320

3'
70

1200

70

70

Ø6s320
4'
800

70
Ø6s320
6
1200

Ø6s320
5
18200

3'

50

50

70
70
Ø6s320
6
1200
Ø8s300

60

Bè TRÝCè T THÐP B¶ N THEO MÆT C¾T B-B TL:1/25


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

III: TÍNH TOÁN DẦM PHỤ
3.1.Sơ đồ tính
Dầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp có các gối tựa là tường biên và dầm chính.
Đoạn dầm gối lên tường lấy là Cdp = 220 cm. Bề rộng dầm chính đã giả thiết bdc =
30 cm. Nhịp tính toán là:
- Nhịp giữa: l = l2 – bdc = 6,0 - 0,30 = 5,7 m.
t C
0,30
0,34 0,22
bdc
– + dp = 6,0 –
–
+
= 5,79 m.
2
2
2
2
2
2
5, 79  5, 7
.100%  1, 61%
Chênh lệch giữa các nhịp:
5, 79

- Nhịp biên: lb = l2 –

340

220

340
220
300

5790
6000

A

5700
6000

B

300

C

5790
6000

D

Hình 3.1. Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ
3.2.Xác định tải trọng:
3.2.1. Tỉnh tải:
- Trọng lượng bản thân dầm phụ:
g 0  f , g bt bdp  hdp  hb  = 1,1.25.0,2.(0,5-0,08) = 2,31(KN/m)

-Tĩnh tải từ sàn truyền vào:
g1  gb �L1 = 3,38.1,8 = 6,08 (KN/m)
-

Tổng tĩnh tải:
g dp  g 0  g1 = 2,31 + 6,08 = 8,39 (KN/m)

3.2.2. Hoạt tải:
Hoạt tải tính từ bản sàn truyền vào:
pdp  pb �L1 = 15,60.1,8= 28,08 (KN/m)
3.2.3. Tổng tải:
Tải trọng tính toán toàn phần qdp = pdp + gdp = 28,08 + 8,39 = 36,47 (kN/m)
Tỉ số:

p 28, 08

 3,35 .
g 8,39

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 9


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

3.3. Xác định nội lực
Vì chênh lệch giữa các nhịp tính toán 10% nên tung độ của biểu đồ bao mômen

của dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo theo công thức:
2
M = q dp l
Vì dầm phụ có 4 nhịp nên ta tính toán và vẽ hai nhịp rồi lấy đối xứng.
2
2
Nhịp biên : L = Lob=5,79m .Ta có M =  qdp l  36, 47.5, 79 .  1222, 62.
2
2
Gối thứ 2 : L = max(Lob,Lo)=5,79m . Ta có M =  qdpl  36, 47.5, 79 .  1222,62.
2
2
Nhịp giữa và gối giữa: L = Lo=5,7m. Ta có : M =  qdpl  36, 47.5, 7 .  1184,91.
Tra bảng để lấy hệ số  và kết quả tính toán trình bày trong bảng sau:
- Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:
X1 = k.Lob = 0,295.5,79 = 1,71(m)
- Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn:
+ Nhịp biên: X2 = 0,15.Lob = 0,15.5,79 = 0,87 (m)
+ Nhịp giữa: X3 = 0,15.Lo = 0,15.5,7 = 0,86 (m)
Giá trị β
Tung độ M(kNm)
Nhịp, tiết diện
β1
β2
M+
MNhịp biên
Gối 1
0
0
1

0.065
79.48
2
0.09
110.05
0.425L
0.091
111.27
3
0.075
91.71
4
0.02
24.46
Gối 2-Td.5
-0.0715
-87.43
Nhịp giữa
6
0.018
-0.03605
21.33
-42.72
7
0.058
-0.01775
68.73
-21.03
0.5L
0.0625

74.07
Biểu đồ bao lực cắt:
Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:
Gối 1:
QA = 0,4.qdp.Lob = 0,4.36,47.5,79 = 84,46 (KN)
Gối 2 bên trái: Q2T = 0,6.qdp.Lob = 0,6.36,47.5,79 = 126,70 (KN)
Gối 2 bên phải: Q2P = 0,5.qdp.Lo = 0,5.36,47.5,7 = 103,94 (KN)
Biểu đồ bao mô men và lực cắt trong dầm phụ như hình vẽ:

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 10


GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

+
-

5
300

860

6

7
74.07

5

68.73 21.03

870

42.72

4
24.46

3
91.71

2
111.27

79.48
84.46

(Q)

1

110.05

(M)

21.33

0.425Lob

0.5Lo
87.43

300
87.43

1710

126.70 103.94

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

+

Hình 3.2. Biểu đồ bao mô men và biểu đồ bao lực cắt của dầm phụ
3.4. Tính toán cốt thép dọc:
a)Với mômen âm:
Các tiết diện ở gối chịu mômen âm, cánh nằm trong vùng kéo, bỏ qua sự làm việc của
cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật. b dp x hdp = 200 x 500 (mm). Tính với mômen ở
mép gối.
Tính theo tiết diện chữ nhật b = 200mm, h = 500mm, giả thiết a = 40mm.
ho = 500 – 40 = 460mm
Tại gối biên ( gối B), với M = -87,43 kNm.
Tính  m :
m 

M
87, 43 �106


 0, 243
Rb .b.h02 8,5 �200 �4602

Ta thấy  m  0, 243   pl  0,3 tra bảng có   0,858
Tính diện tích cốt thép:
M
87, 43.106

 791mm 2
Rs .h0 280.0,858.460
As
791
.100% 
.100%  0,86% >  min 0,05%
Kiểm tra  % 
b.h0
200.460
As 

b) Với mômen dương:
Tính theo tiết diện chữ T cánh nằm trong vùng nén nên cùng tham gia chịu lực với
sườn.
Ở nhịp, giả thiết a = 40mm ; ho = hdp – a = 500 – 40 = 460mm.
'
Bề rộng vùng cánh: b f  bdp  2 S f
Với Sf lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
- Một nữa khoảng cách hai mép trong của dầm:
SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

1

1
�(l1  bdp )  (1800  200)  800mm.
2
2

Trang 11


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1
-

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

1
1
.L  .6000  1000mm .
6
6

Lấy Sf = 800mm
'
Vậy b f  bdp  2 �S f  200  2 �800  1800mm .
Để phân biệt trục trung hòa đi qua cánh hay qua sườn ta xác định:

M f  Rbb 'f h 'f  ho  0,5h 'f   8,5 �1800 �80 � 560  0,5 �80   636, 48 �106 N .mm  636, 48kN .m

Tại nhịp biên: Mmax = 111,27 kNm < Mf nên trục trung hòa đi qua cánh, do đó ta tính
'
như đối với tiết diện hình chữ nhật với kích thước b f �h  1800 �500mm .
m 

M
111, 27.106

 0, 034   pl  0,3
Rb .b.ho2 8,5.1800.4602

Tra bảng có   0,983
Tính diện tích cốt thép:
M
111, 27.106

 879mm 2
Rs .ho 280.0,983.460
As
879
.100% 
.100%  0,96% >  min 0,05%
Kiểm tra tỉ số cốt thép:  % 
b.h0
200.460
As 

Tại nhịp giữa: Mmax = 74,07 kNm < Mf nên trục trung hòa đi qua cánh, do đó ta tính
'
như đối với tiết diện hình chữ nhật với kích thước b f �h  1800 �500mm .
m 

M
74, 07.106


 0, 023   pl  0,3
Rb .b.ho2 8,5.1800.4602

Với  m  0, 023   pl  0,3 Tra bảng có   0,988
Tính diện tích cốt thép:
M
74, 07.106

 582mm 2
Rs .ho 280.0,988.460
As
582
.100% 
.100%  0,63% >  min 0,05%
Kiểm tra tỉ số cốt thép:  % 
b.h0
200.460
As 

3.5. Chọn và bố trí cốt thép dọc:

Tiết diện

Nhịp biên

Gối 2

Nhịp giữa

Diện tích As cần thiết

879mm2

791mm2

582 mm2

Các thanh và diện

320

218+120

316

tích tiết diện

942mm2

823mm2

603mm2

Ta chọn cốt thép và bố trí cốt thép như như bảng sau:
Phương án bố trí cốt thép trong tiết diện được thể hiện như hình vẽ:
SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 12

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh
3

500
420

1Ø20
2Ø20
200

2

500
420

1Ø20

500
420

80

80

80

2Ø18

1Ø16

2
2Ø16
1

nhÞp biªn

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

200

gèi biªn

200

6
5

nhÞp gi÷a

Trang 13


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

3.6.Tính toán cốt thép ngang:

Để tính toán cốt đai và cốt xiên chịu lực cắt ta dùng nhóm thép CI có:
Rs= 225 MPa; Rsc= 225 MPa; Rsw= 175 MPa. Và bêtông có cấp độ bền B15 có: R b
= 8,5MPa; Rbt = 0,75MPa.
Môdun đàn hồi của bêtông nặng Eb(PL2[TL1]), và Môdun đàn hồi của cốt thép E s
(PL3[TL1]): Eb = 23 103 Mpa; Es = 21 104Mpa.
Tiết diện chịu lực cắt lớn nhất QBT = 126,70 kN
a. Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng dầm:
Qmax 0,3  w1  b1 Rb bh0
Điều kiện:
Trong đó:
w1: hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện
b1: hệ số xét đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bêtông khác nhau
 1b 1  Rb
 = 0,01 bêtông nặng và bêtông hạt nhỏ.
 = 0,02 bêtông nhẹ.
h0: chiều cao làm việc tại tiết diện cốt thép đã bố trí.
Giả thiết bố trí cốt đai theo cấu tạo dùng 6 s150mm
Asw
2 28,3

=0,0019
b.s 200 150
E
21�104
 s 
= 9,13
Eb 23 �103

 w1 

 w1 1  5 w = 1  5 �9,13 �0, 0019 =1,09 ≤ 1,3

 b1 1  Rb = 1  0, 01�8,5  0,915

Thay các giá trị trên vào công thức:
Q  126,70KN �0,3 �w1 �b1 Rbbh0 = 0,3 �1, 09 �0,915 �8,5 �200 �460
= 223978 (N) = 223,978 (kN)
Vậy: Thỏa mãn điều kiện hạn chế.
b. Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai:
Qmax Qb min =  b 3 (1   f   n ) Rbt bh0
Trong đó:
n: Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục.
f: Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T và chữ I.
3 = 0,6 đối với bêtông nặng, = 0,5 đối với bêtông hạt nhỏ
Vậy: b3 = 0,6 ; n = 0 (không có lực dọc); f = 0 (tiết diện chữ nhật).
Qb min = 0,6 ��
1 0, 75 �200 �460  41400 N = 41,4 KN  Qmax  126, 70 KN
Vậy bêtông không đủ chịu lực cắt, cần tính cốt đai để chịu lực cắt.
SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 14


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

-Xác định bước cốt đai:
Tính Mb:

M b  b 2 .1   f   n .Rbt .b.h0

2

= 2.1.0,75.200.4602 = 63480000N.mm=63,48 KN.m
Tính : Qb1 = 2 M b q1 = 2 63, 48 �22, 43 = 76,47(kN).
Với q1=gdp+0,5pdp=8,39+0,5x28,08=22,43Kn/m
Qb1 76, 47

 127, 45 (kN) > Qmax =126,70kN.
0, 6
0, 6

Ta có

Tính qsw theo công thức
2
Qmax
 Qb21
126,702  76, 47 2
=
= 40,19 (kN/m)
4M b
4 �63, 48
Qmax  Qb1
126, 70  76, 47
Kiểm tra điều kiện
= qo =
= 43,58 (kN/m) > qsw
2h0

2 �0, 46
Qb min
41, 4

 45kN / m > qsw = 40,19 (kN/m)
Kiểm tra
2h0
2.0, 46

qsw =

Nên tính lại qsw công thức:

2

qsw =

2

126, 70 22, 43.2
126, 70 22, 43.2 � �
126, 70 �
�

 �

�
� = 50,7 (kN/m)=50,7N/mm
�
2.0, 46

0, 6
0, 6 � �2.0, 46 �
�2.0, 46

Như vậy phải lấy qsw = 50,7 (N/mm) để tính toán.
Chọn đai 6, hai nhánh, tính khoảng cách đai ở gần khu vực gối tựa.
* Khoảng cách tính toán của cốt đai:
stt 

Rsw Asw 175 �2 �28,3
 195 (mm).
=
qsw
50,7

* Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:
b 4 .(1  n ).Rbt .b.h02
smax =
Qmax

b4 = 1,5 ; n = 0
1,5.1.0, 75.200.4602
smax =
= 376(mm)
126, 70 �103

khoảng cách cốt đai theo điều kiện cấu tạo với dầm có h=500mm >450mm
h
3

Đoạn gần gối tựa: sct  min( ,500mm)  min(166, 7,500) mm : chọn sct=150mm
3
4

Đoạn giữa nhịp: sct  min( h,500)  min(375,500)mm : chọn sct=300mm
* Vậy khoảng cách bố trí của cốt đai:
SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 15


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

sbt  min( sct , stt , smax )  min(150,195, 376mm)  150mm

Kết luận: Chọn đai 6 hai nhánh với khoảng cách s = 150(mm) trên đoạn

L

4

1500(mm) ở gần gối tựa.
Phần còn lại ở giữa dầm dùng đai 6 hai nhánh với s = 300(mm).
3.7. Tính toán, vẽ hình bao vật liệu:
3.7.1. Tính toán khả năng chịu lực của các tiết diện
d
�
�

�, chọn C0 = 20mm.
20mmm
�

- Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ: C0 ��

- Khoảng hở giữa hai hàng cốt thép là 30mm.Từ chiều dày lớp bảo vệ và bố trí cốt
thép tính ra a và h0 cho từng tiết diện. Khi đặt cốt thép thành 2 lớp thì tính gần đúng
khoảng cách giữa của hai lớp đến mép tiết diện theo công thức:
a

�A �X
�A
si

i

si

Trong đó:
Asi : Diện tích nhóm cốt thép thứ i
X i : Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cốt thép thứ i đến mép bêtông chịu kéo.

- ho  h  a
Trước hết để xác định khả năng chịu lực của cốt thép trong tiết diện ta cần xác
định các giá trị sau:


As .Rs
Rb .b.h0

  1  0,5.
 M   Rs . As . .ho

a. Tính khă năng chịu lực tại tiết diện giữa nhịp biên

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 16


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

a. Tính khă năng chịu lực tại tiết diện gối 2 (gối biên)

Các tiết diện còn lại tính toán tương tự kết quả thể hiện trong bảng
diện
Số lượng và
tích
h0
Tiết diện
b (mm)

cốt thép
As
(mm)
(mm2)
Giữa nhịp

220+120
942
470
1800
biên
0,037
Uốn 120
Cạnh nhịp
628
470
1800
biên
còn 220
0,024
Trên gối 2

218+120

823

470

200

Cạnh gối 2

Cắt 120
còn 218

509

470

200

216+116

603

472

1800

cắt 116 còn
216

402

472

1800

Giữa
Nhịp giữa
Cạnh Nhịp
giữa

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC



[M]
(kN.m)

0,982

121,74

0,988

81,65

0,288

0,856

92,71

0,178

0,911

61,02

0,023

0,989

78,82

0,016

0,992

52,7

Trang 17


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

3.7.2. TÍNH TOÁN CẮT THÉP
Để tiết kiệm cốt thép cần cắt bớt cốt thép. Dựa vào hình bao mômen và khả năng
chịu lực của các tiết diện dầm, xác định vị trí cắt lý thuyết của các thanh thép
* Tại gối B:
* Điểm cắt lý thuyết hai thanh số 2 (120) bên phải gối 2. Những thanh còn lại có
Mtd = 61,02 (KN.m).
Dựa vào hình bao mômen tìm tiết diện có mômen âm 61,02 (KN.m). Đó là tiết
diện nằm giữa tiết diện 5 có M = 87,43 (KN.m) và tiết diện 6 có M = 42,72 (KN.m). Nội
suy theo đường thẳng có điểm cắt lý thuyết cách tiết diện 5 một đoạn x = 670(mm)
Đoạn kéo dài W được tính theo công thức:
W=

Q
 5d �20d
2qsw

Trong đó: Q – Giá trị lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết.

d – đường kính cốt dọc bị cắt.
R sw Asw 175 10 6 2 0,283 10  4
qsw =
=
= 66,03(kN/m)
s
15 10  2

Giá trị lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết:

0,5l  x P
0,5 �5, 7  0, 67
QB =
�103,94 = 79,50KN)
0,5l
0,5 �5, 7
79,50
 5 �0, 02 = 0,70 (m) >20.d = 20 0,020= 0,40(m)
W=
2 �66, 03

Q=

Lấy W = 0,70(m).
Điểm cắt thực tế cách trục gối tựa 2 một đoạn: 0,15 + 0,67+ 0,70= 1,52(m).
* Điểm cắt lý thuyết hai thanh số 6 (116) gần nhịp giữa
Những thanh còn lại có Mtd = 52,7 (KN.m). Dựa vào hình bao mômen có vị trí
cắt lý thuyết cách tiết diện 5 một đoạn x = 1730(mm).
Đoạn kéo dài W được tính theo công thức:
W=

Q
 5d �20d
2qsw

Trong đó: Q – Giá trị lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết.
d – đường kính cốt dọc bị cắt.
qsw =

R sw Asw 175 10 6 2 0,283 10  4
=
= 66,03(kN/m)
s
15 10  2

Giá trị lực cắt tại tiết diện cắt lý thuyết:

0,5l  x P
0,5 �5, 7  1, 73
QB =
�103,94 = 40,85KN)
0,5l
0,5 �5, 7
40,85
 5 �0, 016 = 0,40 (m) >20.d = 20 0,016= 0,32(m)
W=
2 �66, 03

Q=

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 18


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

Lấy W = 0,4(m).
Điểm cắt thực tế cách trục gối tựa 2 một đoạn: 0,15 + 1,73 -0,4 = 1,48(m).
3.8. Kiểm tra neo cốt thép :
Cốt thép ở phía dưới, sau khi uốn, cắt, phải bảo đảm số còn lại được neo chắc vào
gối.
Ở nhịp biên, As = 942 mm2, cốt neo vào gối 220 có tiết diện 628 mm2,
628 mm2 >

1
942 = 314mm2.
3

Đoạn cốt thép neo vào gối biên kê tự do.
Cn  10.d = 10.20 =200 mm.
Đoạn dầm kê lên tường 220mm, bảo đảm đủ chỗ để neo cốt thép. Đoạn neo thực tế lấy
bằng 220 – 20 = 200 mm.
Cốt thép ở nhịp giữa, As = 603mm2,số neo vào gối 216 có tiết diện 402 mm2,
402 mm2 >

1
603 = 201mm2.

3

Lan = 400 > 20.16 = 320mm
Ở nhịp biên, 2Ø20 nối với 2Ø12 Lan = chọn Lan = 500mm  20.20 = 400mm
Bố trí cốt thép và biểu đồ bao vật liệu thể hiện như hình vẽ:

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 19


670

5

(2Ø18) 61.02

6

7

21.33

42.72

5

4

W=700

24.46

111.27

110.05

(2Ø20) 81.65

3

91.71

2

79.48

1

87.43

(2Ø18) 61.02

87.43

(2Ø18+1Ø20) 92.71

(2Ø16) 52.70
(2Ø20) 81.65

(3Ø20) 121.74

850

300

74.07

300

68.73 21.03

1710

W=400 (3Ø16) 78.82

1730

BIÓU § å BAO VËT LIÖU DÇM PHô TL:1/50
340

400

1860

220

3000
1000

2Ø12 6

2

2Ø18
1Ø20 2 3

3

3 2Ø18

4
500

1

1520

1

2Ø20

2

2

2Ø20 1
1Ø20

1300

3060

1500
(10Ø6s150)

3000
(9Ø6s300)
6000

1 2Ø20

2

3

1490

2Ø16 4
300

4

1330

1500
(10Ø6s150)

2Ø16 4 5
1Ø16

3040/2

1500
(10Ø6s150)

3000/2
(9Ø6s300)
6000/2

1

2
6

2Ø18

300

2Ø12
4150

3

10520

200

1Ø20
3060

1Ø20
2520

2

2
1Ø16
3040

2Ø20
6230

2Ø16
6400

1

5

4

Bè TRÝCè T THÐP DÇM PHô TL:1/50

1Ø20
2Ø20
200

1-1

1

2Ø18

2Ø20
200

2-2

2

500

1Ø20

Ø6
7 s150

Ø6
7 s300
1Ø16
5

2
1

3

80

3

80
7 Ø6
s300

420

500
420

Ø6
7 s200

500

80
500
420

2Ø18

6

420

2Ø12

6

80

2Ø12

2Ø20
200

3-3

1

200

4-4

2Ø164


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

IV: TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH
4.1.Sơ đồ tính toán
Dầm chính được tính theo sơ đồ đàn hồi. Dầm chính là dầm liên tục ba nhịp tựa
lên các tường biên và cột. Kích thước dầm đã được giả thiết: b = 300mm; h = 700mm.
Chọn cạnh của cột bo =300mm. Đoạn dầm chính kê lên tường đúng bằng chiều dày
tường là 340mm. Nhịp tính toán ở nhịp giữa và nhịp biên đều bằng l = 3.l 1 = 3.1,8 =
5,4m. Sơ đồ tính toán như sau:

Hình 4.1. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CỦA DẦM CHÍNH
4.2.Xác định tải trọng:
Tải trọng từ bản sàn truyền lên dầm phụ rồi từ dầm phụ truyền lên dầm chính dưới dạng
lực tập trung.
Sơ đồ xác định tải trọng lên dầm chính như hình vẽ dưới.

G
900
1800
0

900
1800

650

80

1800

4.2.1. Hoạt tải:
Từ dầm phụ truyền lên dầm chính:
P  pdp .l2  28, 08 �6, 0  168, 48 (KN).

4.2.2. Tĩnh tải:
-Trọng lượng bản thân dầm chính:
SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 21

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

Trọng lượng bản thân dầm chính là phân bố đều nhưng để đơn giản tính toán ta
đem về thành các lực tập trung Go:
G0 bt bdc (hdc  hb ) l1 1,1
= 25.0,3.(0,7-0,08).1,8.1,1 = 9,21(KN).
Tĩnh tải phân bố đều lên dầm phụ, nó truyền vào dầm chính thành lực tập

-

trung G1
G1 = gdp.l2 = 8,39.6,0 = 50,34 (KN).
Tĩnh tải tác dụng tập trung:
G = G1 +Go = 50,34 + 9,21 = 59,55 (KN).
4.3.Xác định nội lực:
4.3.1. Biểu đồ bao mômen:

Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ tính toán để vẽ biểu đồ mômen theo
cách tổ hợp.
- Đặt tĩnh tải lên toàn bộ dầm, vẽ được biểu đồ MG:
MG =  .G.l =  .59,55.5, 4 = 321,57  (KN.m)
- Xét các trường hợp bất lợi của hoạt tải P. Ứng với mổi trường hợp như
vậy vẽ đựoc biểu đồ mômen Mpi:
Mpi =  .P.l   .168, 48 �5, 4  909,79. (KN.m)
Dùng số liệu ở bảng IV của phục lục tra hệ số  .

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 22


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

Trang 23


Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

Trang 24


GVHD: ThS. Trịnh Quang Thịnh

237.688

212.821

336.735

262.515

-59.216

65.293

90.14

-40.445

32.864

321.299

384.012

Đồ án kết cấu bê tông cốt thép 1

Xác định mômen ở mép gối:

*Xét gối B: Theo hình bao mômen thấy rằng phía bên trái gối B biểu đồ M min dốc
nhiều hơn bên phải, tính mômen mép bên phía phải sẽ có trị tuyệt đối lớn hơn.
Độ dốc của biểu đồ mômen trong đoạn gần gối B:
384, 012  119, 416
 279, 682 KN
1,8
i.b 279, 682 �0,3
M  c 
 41,952 KN.m
2

2

i

Mmg = 384,012 – 41,952 = 342,06 KN.m
Dùng giá trị này để tính cốt thép tại gối B.
*Xét gối C:
Độ dốc của biểu đồ mômen trong đoạn gần gối C:
321, 099  136, 681
 254,322 KN
1,8
i.b 254,322 �0,3
M  c 
 38,148 KN.m
2
2

i

Mmg = 321,099 – 38,148 = 282,951 KN.m
Dùng giá trị này để tính cốt thép tại gối C.

SVTH: Lê Văn Thái- Lớp 17X3CLC

Trang 25