Đồ án bê tông cốt thép theo ACI

CHƯƠNG 1 : PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP SỐ LIỆU
(STT:13 – Ký hiệu đề: 53323)
1.1 Sơ đồ tính tốn

Hình 1.1 Sơ đồ tính


1.2 Dữ liệu đề bài

Sơ đồ sàn
V

L1 (mm)
L2 (mm)
2600
5800
Bảng 1.1 Kích thước sàn

pc (MPa)
0,003

Kích thước cột: 250x250 mm
1.3 Vật liệu sử dụng
Vật liệu:
Bê tông C18: f’c = 18Mpa
Ec = 4700√𝑓𝑐 ′= 4700x√18 = 19940,41123 (MPa)
Cốt thép:
Loại thép
AI
AII

fy (MPa)
225
280
Bảng 1.2 Thông số cốt thép

fyt (MPa)
175
225

(Tham khảo Mục 19.2.2.1 a) & b) của ACI 318-14 trang 315)
Sàn được thiết kế gồm các lớp cấu tạo như sau:
- Lớp gạch lát: gtc =52 kg/m2
- Lớp vữa lót: δv = 1.5 cm, γtc = 2000 kg/m3
- Bản bê tông cốt thép: δb = hb , γtc = 2500 kg/m3
- Vữa trát: δvt = 10 mm, γtc = 2000 kg/m3

Hình 1.2 Mặt cắt cấu tạo mặt bằng sàn
Lớp cấu tạo

Chiều dày 𝛿𝑖 (mm)

Trọng lượng riêng
𝛾𝑖 (N/mm3)

Gạch
Vữa lót
Vữa trát
Bản bê tơng

15

10
90

2x10-5
2x10-5
2,5x10-5

Trị tiêu chuẩn
gtc (N/mm2)
5,2x10-4
3x10-4
2x10-4
2,25x10-3


Bảng 1.3 Trị tiêu chuẩn của các lớp cấu tạo

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ BẢN SÀN
2.1 Phân loại bản sàn
Xét tỉ số:

L2 5800
=
= 2, 23  2  Thuộc loại dầm bản một phương, làm việc
L1 2600

theo phương cạnh ngắn.
2.2 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
2.2.1 Chiều dày sơ bộ của bản sàn
Chọn m = 30 mm

hs =

L1 2600
=
= 86,67mm
m
30

⇒ Vậy chọn chiều dày sàn sơ bộ hs = 90 (mm) bằng nhau cho tất cả các ô sàn để
thiết kế.
2.2.2 Chọn tiết diện sơ bộ của dầm phụ

1 1 
1 1 
h dp =     Ldp =     5800 = 483,33  290
 12 20 
 12 20 
⇒ Vậy chọn hdp = 400 mm

1 1
1 1
bdp =     h dp =     400 = 200  100
2 4
 2 4
⇒ Vậy chọn bdp = 200 mm
2.2.3 Chọn tiết diện sơ bộ của dầm chính
1 1 
1 1 
h dc =     L dc =     2600  4 = 1300  866, 67
 8 12 

 8 12 

⇒ Vậy chọn hdc = 1000 mm
1 1
1 1
b dc =     h dc =     1000 = 500  250
2 4
2 4

⇒ Vậy chọn bdc = 300 mm
2.3 Sơ đồ tính tốn
Tiến hành cắt theo phương cạnh ngắn một dãy có b = 1000 (mm), xem bản dàn
như dầm liên tục kê lên các gối tựa là dầm phụ.


Hình 2.1 Sơ đồ tính tốn sàn
2.4 Xác định tải trọng tính tốn theo trạng thái giới hạn cường độ
2.4.1 Tĩnh tải

Hình 2.2 Cấu tạo mặt sàn
Từ hình mặt cắt cấu tạo sàn và số liệu đề cho, ta lập được bảng tính tĩnh tải như
sau:
Lớp cấu
tạo
Gạch
Vữa lót
Vữa trát
Bản bê
tơng

Trị tiêu
chuẩn gtc
(N/mm2)
5,2x10-4
3x10-4
2x10-4

1,0
1,0
1,0

1,2
1,2
1,2

1,4
1,4
1,4

5,2x10-4
3x10-4
2x10-4

6,24x10-4
3,6x10-4
2,4x10-4

7,28x10-4
4,2x10-4
2,8x10-4

2,25x10-3

1,0

1,2

1,4

2,25x10-3

2,7x10-3

3,15x10-3

0,00327
0,003924
Bảng 2.1 Tải trọng bản thân sàn

0,004578

Hệ số tin cậy về
tải trọng

Tổng

Trị tính tốn gs (N/mm2)

Tải trọng tính tốn tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b=1000 mm
• Tĩnh tải 1: WD,S = 0,003924 1000 = 3,924 N/mm

1

• Tĩnh tải 2: WD,S = 0,004578 1000 = 4,578 N/mm
2


2.4.2 Hoạt tải
Tải trọng tính tốn tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b=1000 mm
WL,S = n  p c  L1 = 1,6  0,003  1000 = 4,8 N/mm

2.5 . Nội lực
2.5.1 Các trường hợp đặt tải
Do các tính chất đối xứng cả kết cấu nên ta chỉ cần đặt tải để tìm ra hình bao nội
lực của một nửa sơ đồ, phần bên kia lấy đối cứng qua trục đối xứng.
DL1

DL2

LL1

LL2

LL3

LL4

LL5


LL6

LL7

LL8

Hình 2.3 Các trường hợp đặt tải
CHÚ THÍCH:
Hình DL1: Tĩnh tải với hệ số 1,2 tác dụng lên sàn có bề rộng 1000 mm
Hình DL2: Tĩnh tải với hệ số 1,4 tác dụng lên sàn có bề rộng 1000 mm
Hình LL1: Hoạt tải chất cách nhịp để tìm moment dương tại mặt cắt giữa các nhịp
của các nhịp lẻ
Hình LL2: Hoạt tải chất cách nhịp để tìm moment dương tại mặt cắt giữa nhịp của
các nhịp chẵn
Hình LL3: Hoạt tải chất ở các nhịp 1,2,4,6,8,10,12 tìm moment âm tại gối thứ 2
Hình LL4: Hoạt tải chất ở các nhịp 2,3,5,7,9,11 tìm moment âm tại gối thứ 3
Hình LL5: Hoạt tải chất ở các nhịp 1,3,4,6,8,10,12 tìm moment âm tại gối thứ 4
Hình LL6: Hoạt tải chất ở các nhịp 2,4,5,7,9,11 tìm moment âm tại gối thứ 5
Hình LL7: Hoạt tải chất ở các nhịp 1,3,5,6,8,10,12 tìm moment âm tại gối thứ 6
Hình LL8: Hoạt tải chất ở các nhịp 2,4,6,7,9,11 tìm moment âm tại gối thứ 7
2.5.2 Tổ hợp tải trọng và nội lực xuất ra từ sap 2000
Tổ hợp cơ bản gồm 1 tĩnh tải và 1 hoạt tải:
• TH1 = DL1 + LL1.


• TH2 = DL1 + LL2.
• TH3 = DL1 + LL3.
• TH4 = DL1 + LL4.
• TH5 = DL1 + LL5.
• TH6 = DL1 + LL6.
• TH7 = DL1 + LL7.

• TH8 = DL1 + LL8.
• TH9 = DL2.
Nội lực xuất ra từ phần mềm sap 2000:
❖ Đối với trường hợp U = 1,2D+1,6L:

Hình 2.4 Biểu đồ bao moment

Hình 2.5 Biểu đồ bao lực cắt
❖ Đối với trường hợp U = 1,4D:

Hình 2.6 Biểu đồ bao moment

Hình 2.7 Biểu đồ bao lực cắt


Nhận xét: Từ hình moment ta nhận thấy giá trị moment dương khơng có sự chênh
lệch đáng kể ở các nhịp giữa. Moment âm không chênh lệch nhiều giữa các gối giữa (trừ
gối số 2). Để giảm bớt khối lượng tính tốn ta chọn một số mặt cắt có moment lớn nhất
để thiết kế cốt thép như sau:
❖ Đối với trường hợp A: U = 1,2D+1,6L
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho nhịp biên:
Mu = 5114656,28 N.mm
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho gối thứ 2:
Mu = 6685110,75 N.mm
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho các nhịp giữa:
Mu = 3902415,71 N.mm
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho các gối còn lại:
Mu = 5967321,11 N.mm
▪ Giá trị lực cắt lớn nhất của sàn: Vmax = 13912,4 N
❖ Đối với trường hợp B: U = 1,4D

▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho nhịp biên:
Mu = 2349285,3 N.mm
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho gối thứ 2:
Mu = 3267904 N.mm
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho các nhịp giữa:
Mu = 1356906,2 N.mm
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho các gối còn lại:
Mu = 2628128 N.mm
▪ Giá trị lực cắt lớn nhất của sàn: Vmax = 7208,29 N
So sánh 2 trường hợp trên, ta thấy trường hợp A đạt moment lớn nhất.
⇒ Vậy chọn moment và lực cắt của trường hợp A để tính tốn.
2.6 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn
Sử dụng lực cắt lớn nhất trong bản sàn: Vu = 13912,4 N để kiểm tra khả năng chịu
cắt của bản sàn.


Theo Mục 7.7, ACI 318 bảng chiều dày tối tiểu lớp bảo vệ cốt thép được quy định
trong quy phạm Hoa Kỳ
Chọn chiều dày lớp bảo vệ tc = 20 mm, sử dụng thép chịu lực 𝜙8, db = 8 mm, bỏ
qua khả năng chịu cắt của cốt thép trong sàn, sức chống cắt của bản được xác định như
sau:
ds = h s − t c −

db
8
= 90 − 20 − = 66 mm
2
2

Khả năng chịu cắt:

 = 1 Sử dụng loại bê tông thường
Vc = Vn =


1
b w d s f c' =  1000  66  18 = 46669,05N
6
6

Kiểm tra điều kiện chịu cắt của sàn:

.Vn = 0,75  46669,05 = 35001,78  Vu = 13912,4N
⇒ Sàn dảm bảo điều kiện chịu cắt.

2.7 Tính và bố trí thép chịu uốn
2.7.1 Trình tự tính tốn bố trí thép chịu uốn
Biết b, fc′ , fy , ds, Mu
Dựa vào cấp bê tông fc′ để chọn hệ số β1


0,85
f c  28MPa


1 = 0,65
 f c  45MPa

28MPa  f   56MPa
0,05

c


0,85 −
( f c − 28 )
7

Ta có:

fc' = 18(MPa)  28(MPa)  1 = 0,85
Giả sử:  = 0,9
2.M u
a 

 0,85f c' ab(d s − )  = Mu  a = d s − d s2 −
2 
0,85f c' b


c=

a
1


d

Tính lại  : 0,75   = 0,65 + 0,15  s − 1  0,9
c


d

Suy ra:  = 0,65 + 0,15  s − 1 . Nếu  khác nhiều so với giá trị ban đầu thì tính
c

lại a với  vừa tìm được.
Kiểm tra điều kiện cốt thép chảy dẻo :
✓ Nếu

0,85f cab
c
 0,6  Ta có tiết diện cốt thép: A s =
fy
ds

Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Theo ACI 318-14 quy định hàm lượng tối thiểu cho sàn một phương như sau:
Thanh thép (deformed bars) có fy<60000 psi, ta lấy: As  As,min
Sau đó chọn và bố trí thép. Tính lại ds. Nếu ds khác nhiều so với giá trị ban đầu
thì thiết kế lại từ đầu với ds vừa tìm được.
✓ Nếu

c
 0,6 : Quay trở về bước trọn tiết diện (Tăng tiết diện bxh).
ds

Theo Mục Table 5.11.4.2 – Maixmum flexural reinforcement ratio  max for solid
slabs của ACI 314R-16.
f y = 280(MPa) và f c' = 18(MPa) nên ta lấy  (%) = 0,019 (của fc’= 21(MPa)).

2.7.2 Tính tốn bố trí thép uốn
Biết: b = 1000 mm; fc′ = 18 MPa; fy = 280 MPa; ds = 66 mm; β1 = 0,85;
hs = 90 mm
A s,min = 0,002  A g = 0,002  b  h s = 0,002  1000  9 = 180 ( mm 2 )

o Tiết diện giữa nhịp biên:
Mu = 5114656,28 N.mm
Giả sử:  = 0,9
a 

 0,85f c' ab(d s − )  = Mu
2 

 a = d s − d s2 −

2.M u
2  5114656, 28
= 66 − 66 2 −
= 5,89 ( mm )
'
0,85f c b
0,9  0,85  18  1000


c=

a 5,89
=
= 6,9 ( mm )
1 0,85

 66

d

− 1 = 1,93  0,9
Tính lại  :  = 0,65 + 0,15  s − 1 = 0,65 + 0,15 
 c

 6,9 
Vậy lấy  = 0,9
Kiểm tra điều kiện:

c 6,9
=
= 0,1  0,6
ds 66
 As =

0,85f cab 0,85  18  5,89  1000
=
= 321,884 ( mm 2 )
fy
280

A s  A s,min  Thỏa

o Tiết diện gối thứ 2:
Mu = 6685110,75 N.mm
Giả sử:  = 0,9

a 

 0,85f c' ab(d s − )  = Mu
2 

 a = d s − d s2 −

c=

2.M u
2  6685110,75
= 66 − 66 2 −
= 7,82 ( mm )
'
0,85f c b
0,9  0,85  18  1000

a 7,82
=
= 9,2 ( mm )
1 0,85

 66

d

− 1 = 1,58  0,9
Tính lại  :  = 0,65 + 0,15  s − 1 = 0,65 + 0,15 
 c


 9, 2 
Vậy lấy  = 0,9
Kiểm tra điều kiện:

c 9,2
=
= 0,139  0,6
ds 66
 As =

0,85f cab 0,85  18  7,82  1000
=
= 427, 251( mm 2 )
fy
280

A s  A s,min  Thỏa


o Tiết diện các nhịp giữa:
Mu = 3902415,71 N.mm
Giả sử:  = 0,9
a 

 0,85f c' ab(d s − )  = Mu
2 

 a = d s − d s2 −

c=

2.M u
2  3902415,71
= 66 − 66 2 −
= 4, 44 ( mm )
'
0,85f c b
0,9  0,85  18  1000

a 4,44
=
= 5,2 ( mm )
1 0,85

 66

d

− 1 = 2,39  0,9
Tính lại  :  = 0,65 + 0,15  s − 1 = 0,65 + 0,15 
 c

 5, 2 
Vậy lấy  = 0,9
Kiểm tra điều kiện:

c 5, 2
=
= 0,079  0,6
ds 66

 As =

0,85f cab 0,85  18  4, 44  1000
=
= 242,807 ( mm 2 )
fy
280

A s  A s,min  Thỏa

o Tiết diện các gối giữa:
Mu = 5967321,11 N.mm
Giả sử:  = 0,9
a 

 0,85f c' ab(d s − )  = Mu
2 

 a = d s − d s2 −

c=

2.M u
2  5967321,11
= 66 − 66 2 −
= 6,93 ( mm )
'
0,85f c b
0,9  0,85  18  1000

a 6,93
=
= 8, 2 ( mm )
1 0,85

 66

d

− 1 = 1,71  0,9
Tính lại  :  = 0,65 + 0,15  s − 1 = 0,65 + 0,15 
 c

 8, 2 


Vậy lấy  = 0,9
Kiểm tra điều kiện:

c 8,2
=
= 0,124  0,6
ds 66
 As =

0,85f cab 0,85  18  6,93  1000
=
= 378,665 ( mm 2 )
fy
280

A s  A s,min  Thỏa

2.7.3 Kết quả tính
Tiết diện
Giữa nhịp biên
Gối thứ 2
Các nhịp giữa
Các gối giữa

As,min (mm2)
As (mm2)
180
322
180
427
180
243
180
379
Bảng 2.2 Diện tích thép tính tốn

 (%)
0,004
0,005
0,003
0,004

Nhận xét:
- Tại tất cả các tiết diện,  (%) <  max (%) = 0,019, thỏa điều kiện hàm lượng thép

chịu lực.
- Tại tất cả các tiết diện tỷ số c/ds đều nhỏ hơn 0,6 đúng với giả thiết tiết diện ở
trạng thái phá hoại dẻo.
2.8 Chọn và bố trí cốt thép
2.8.1 Cốt thép chịu lực
Khoảng cách giữa các thanh thép chịu lực sdesign lấy là bội số của 10 và không vượt
quá smax
Theo mục 7.3.3.4 cốt thép chịu lực trong tiêu chuẩn ACI 314R-16.

smax = max ( 3h s ,12in ) = max ( 3  90 = 270,300 ) = 300 ( mm )
s design =

b  as
A s,design

Trong đó:

b là bề rộng dài bản lấy 1000 mm
as là diện tích một thanh thép đã chọn
As,design là tổng diện tích thép trên bề rộng 1000 mm


sdesign
(mm)
120

As,design
(mm2)
330

∆𝐴𝑠

𝜙6 + 𝜙8

smax
(mm)
300

427

𝜙8

300

120

420

2%

243

𝜙6

300

120

240

1%

379

𝜙8

300

120

420

10%

Tiết diện

As (mm2)

db (mm)

Giữa nhịp
biên
Gối thứ
hai
Các nhip
giữa
Các gối
giữa

322

2%

Bảng 2.3 Chọn thép chịu lực
2.8.2 Cốt thép cấu tạo, thép chống co ngót và ứng suất nhiệt (đặt theo phương
cạnh dài)
Cốt thép cấu tạo trong bản một phương dùng để chịu momen âm ở những vùng có
thể xuất hiện momen âm nhưng q trình tính tốn đã bỏ qua, đó là dọc theo các dầm
biên và dầm theo phương cạnh dài của bản. Vì vậy cần phải bố trí cốt thép cấu tạo như
sau:
Đặt cốt thép này theo cấu tạo, khơng ít hơn 5  6 trong 1m và  50% cốt thép chịu
lực ở các gối tựa giữa (hoặc giữa nhịp bản).
Chọn As,ct 

As,max
2

với As,max là diện tích cốt thép lớn nhất của nhịp bản và gối tựa.

Sử dụng thép ∅6s130 với tổng diện tích:

As,ct =

b  a s,ct
sct

=

1000  62  
= 217, 49 ( mm 2 )

4  130

 Thỏa

Chiều dài của thanh thép cấu tạo được tính như hình 2.8

Hình 2.8 Cốt thép cấu tạo chịu moment âm


2.8.3 Cốt thép phân bố
Đường kính cốt thép phân bố chọn nhỏ hơn đường kính cốt thép chịu lực (có thể
chọn bằng nếu là 6 hoặc nhỏ hơn)

300mm
h s  150mm
s*max = 

min ( 2;h s ;500mm ) h s  150mm
Theo Mục 7.3.3.4 theo tiêu chuẩn ACI 314R-16.

t =

Ast
= 0,002
b  hs

Theo Mục 7.3.3.2 Theo tiêu chuẩn ACI 314R-16

s  4h s
Secondary reinforcement 

s  14in ( 350mm )
Khoảng cách tối đa thép chống co ngót và nhiệt độ:

s  min(4.h s ;350mm) = min(4  90 = 360;350) = 350 ( mm )
Diện tích tối thiểu thép chống co ngót và nhiệt độ:

A s = 0,002.(b.h s ) = 0,002  1000  90 = 180 ( mm 2 )
Diện tích thép chọn thiết kế:

A desgin =

b  as
 A s,min = 180(mm)
Sdesgin

 Vậy chọn thép 𝜙6s150.


2.9 Chi tiết bố trí thép sàn


CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ DẦM PHỤ
3.1 Sơ đồ tính tốn
Sơ đồ tính dầm phụ dầm liên tục 4 nhịp, các gối tựa là dầm chính được tính theo
sơ đồ đàn hồi:

Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn
3.2 Xác định tải trọng tính tốn theo trạng thái giới hạn cường độ
Các tải trọng từ bản sàn truyền vào dầm phụ là tải trọng tính tốn nên khi tính ra
khơng cần nhân hệ số vượt tải (trừ trọng lượng bản thân dầm phụ).

3.2.1 Tĩnh tải
❖ Đối với trường hợp: n=1
Trọng lượng bản thân dầm phụ:
WDO1 = n bt bdp (h dp − h s ) = 1 2,5  10−5  200  ( 400 − 90 ) = 1,55 ( N / mm )

Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

WD1 = gs1  L1 = 0,00327  2600 = 8,502 ( N / mm )
Tĩnh tải toàn phần:
WD,dp1 = WDO1 + WD1 = 1,55 + 8,502 = 10,052 ( N / mm )

❖ Đối với trường hợp: n=1,2
Trọng lượng bản thân dầm phụ:
WDO2 = n bt bdp (h dp − h s ) = 1, 2  2,5  10−5  200  ( 400 − 90 ) = 1,86 ( N / mm )

Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

WD2 = gs2  L1 = 0,003924  2600 = 10,2024 ( N / mm )
Tĩnh tải toàn phần:
WD,dp2 = WDO2 + WD2 = 1,86 + 10, 2024 = 12,0624 ( N / mm )

❖ Đối với trường hợp: n=1,4


Trọng lượng bản thân dầm phụ:
WDO3 = n bt bdp (h dp − h s ) = 1, 4  2,5 10 −5  200  ( 400 − 90 ) = 2,17 ( N / mm )

Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

WD3 = gs3  L2 = 0,004578  2600 = 11,9028 ( N / mm )

Tĩnh tải toàn phần:
WD,dp3 = WDO3 + WD3 = 2,17 + 11,9028 = 14,0728 ( N / mm )

CHÚ THÍCH: Giá trị gs1, gs2, gs3 xem Bảng 2.1
3.2.2 Hoạt tải
Hoạt tải tính từ bản truyền vào được xác định theo công thức:
❖ Đối với trường hợp: n=1

WL,dp1 = n  pc  L1 = 1 0,003  2600 = 7,8 ( N / mm )
❖ Đối với trường hợp: n=1,6

WL,dp2 = n  pc  L1 = 1,6  0,003  2600 = 12,48 ( N / mm )
3.3 Xác định nội lực
Nội lực dầm phụ được tính thơng qua phần mềm sap2000.
3.3.1 Các trường hợp đặt tải
❖ Trạng thái giới hạn cường độ
DL1

DL2


LL1

LL2

LL3

LL4

LL5

Hình 3.2. Các trường hợp chất tải
❖ Trạng thái giới hạn sử dụng
Xếp tải tương tự như trạng thái giới hạn cường độ
CHÚ THÍCH:
Hình DL1: Tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ (đối với hệ số 1,2)
Hình DL2: Tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ (đối với hệ số 1,4)
Hình LL1: Hoạt tải chất lên các nhịp lẻ để tìm moment dương và tại mặt cắt giữa
nhịp 1,3
Hình LL2: Hoạt tải chất lên các nhịp chẵn để tìm moment dương và tại mặt cắt
giữa nhịp 2,4
Hình LL3: Hoạt tải chất ở nhịp 1,2,4 để tìm moment âm và lực cắt lớn nhất ở gối
thứ 2
Hình LL4: Hoạt tải chất ở nhịp 2,3 tìm moment âm và lực cắt lớn nhất ở gối thứ 3
Hình LL5: Hoạt tải chất ở nhịp 1,3,4 để tìm moment âm và lực cắt lớn nhất ở gối
thứ 4
3.3.2 Tổ hợp tải trọng và biểu đồ bao nội lực
Tổ hợp cơ bản gồm 1 tĩnh tải và 1 hoạt tải:
TH1 = DL1 + LL1.
TH2 = DL1 + LL2.
TH3 = DL1 + LL3.
TH4 = DL1 + LL4.
TH5 = DL1 + LL5.
TH6 = DL2.
Kết quả nội lực được thể hiện ở hình dưới đây:
❖ Đối với trường hợp A: U = D+L


Hình 3.3 Biểu đồ bao moment (U=D+L)

Hình 3.4 Biểu đồ bao lực cắt (U=D+L)
❖ Đối với trường hợp B: U = 1,2D+1,6L

Hình 3.5 Biểu đồ bao moment (U=1,2D+1,6L)

Hình 3.6 Biểu đồ bao lực cắt (U=1,2D+1,6L)
❖ Đối với trường hợp C: U = 1,4D

Hình 3.7 Biểu đồ bao moment (U=1,4D)


Hình 3.8 Biểu đồ bao lực cắt (U=1,4D)
❖ Đối với trường hợp A: U = D+L
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho nhịp biên:
Mu = 61858092 N.mm.
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho gối thứ 2:
Mu = 81173237 N.mm.
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho các nhịp giữa:
Mu = 37702005 N.mm.
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho các gối còn lại:
Mu = 61372555 N.mm.
▪ Giá trị lực cắt lớn nhất của sàn: Vmax = 76699,47 N.
❖ Đối với trường hợp B: U = 1,2D+1,6L
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho nhịp biên:
Mu = 72927901 N.mm.
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho gối thứ 2:
Mu = 93749008 N.mm.
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho các nhịp giữa:
Mu = 48239244 N.mm.

▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho các gối còn lại:
Mu = 73946802 N.mm.
▪ Giá trị lực cắt lớn nhất của sàn: Vmax = 87336,58 N.
❖ Đối với trường hợp C: U = 1,4D
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho nhịp biên:
Mu = 36459587 N.mm.
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho gối thứ 2:


Mu = 50574615 N.mm.
▪ Moment dương dùng thiết kế thép cho các nhịp giữa:
Mu = 16915936 N.mm.
▪ Moment âm dùng thiết kế thép cho các gối còn lại:
Mu = 33945762,165 N.mm.
▪ Giá trị lực cắt lớn nhất của sàn: Vmax = 49530,88 N.
So sánh 2 trường hợp ở TTGH cường độ, ta thấy trường hợp B đạt moment lớn
nhất.
⇒ Vậy chọn moment và lực cắt của trường hợp B để tính tốn.
3.4 Thiết kế cốt đai cho dầm phụ
3.4.1 Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai cho dầm phụ
Chọn lớp bê tông bảo vệ tc = 40 (mm), giả sử chọn thép chủ 20 . Chiều cao hữu
hiệu của tiết diện được tính như sau:
d = d s = h dp − tc −


20
= 400 − 40 −
= 350 ( mm )
2
2

Khả năng chịu cắt của bê tông:

 = 1 Sử dụng loại bê tông thường
Vc =


1
b w d s f c' =  200  350  18 = 49497, 475 ( N )
6
6

Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai:

Vu,max


 Vc 

87336,58
= 116448,77 ( N )  49497, 475 ( N )
0,75

 Vậy cần đặt cốt đai.

3.4.2 Tính tốn cốt đai
Từ biểu đồ bao lực cắt, ta thấy lực cắt dần phụ có giá trị lớn ở gối và nhỏ dần về
giữa nhịp, vì vậy để tiết kiệm cốt đai ta chia mỗi nhịp dầm thành ba đoạn như hình vẽ:
S1

S2

Sg

Sg

Hình 3.9 Khoảng cách các lớp cốt đai


Dầm chịu tải trọng phân bố:
Sg =

1
1
 L 2 =  5800 = 1450 ( mm )
4
4

Trong dầm cần đặt cốt đai ơm lấy tồn bộ cốt thép dọc, liên kết với chúng tạo thành
khung cốt thép vững chắc.
Khi b≤150mm có thể dùng đai một nhánh, với b khơng lớn và số thép dọc vừa
phải thường dùng đai hai nhánh. Khi b khá lớn và có nhiều cốt thép dọc thì dùng số
nhánh nhiều hơn.
Sử dụng thép đai là thép loại AI có fyt = 175 MPa, đai hai nhánh 8
Diện tích cốt đai:
Av =

2    82
= 100,53 ( mm 2 )
4

Dựa vào biểu đồ bao lực cắt ta thấy:
• Trong đoạn Sg (1450 kể từ gối) của các nhịp dùng lực cắt lớn nhất
Vu,max = 87336,58 N để tính.

Vs,need =

Vu,max


− Vc =

87336,58
− 49497, 475 = 66951, 298 ( N )
0,75

1
1
b w d f c' =  200  350  18 = 98994,95 ( N )
3
3

Ta thấy: 66951,298 N < 98994,95 N

 d A f

 350 100,53  175

 s max = min  s ; v yt ;600  = min 
;

;600 
 2 0,35  200

 2 0,35  b w

= min (175;251;600 ) = 175 ( mm )
Trong đoạn Sg:

s need =

A s  f yt  d
Vs,need

=

100,53  175  350
= 91,969 ( mm )
66951, 298

 sdesign = min ( smax ;sneed ) = min (175mm;91,969mm ) = 91,969 ( mm )
Vậy bố trí đai 8s150 .
Kiểm tra diện tích thép tối thiểu:


A s  A s,min  A s = 100,53 ( mm 2 )  A s,min =

b w  s 200  100
=
= 38,095 ( mm 2 )
3  f yt

3  175

⇒ Thỏa điều kiện
• Ngồi đoạn Sg của các lực dùng lực cắt max:

Vu,max


=

51750,1
= 69000 ( N )  Vc = 49497, 475 ( N )
0,75

Kết quả cho thấy cần bố trí thép đai.
Trong đoạn giữa dầm (ngoài đoạn Sg):

As =

A  3  f yt 100,53  3 175
bw  s
s= s
=
= 263,89 ( mm )
3  f yt
bw
200

⇒ Chọn S = 270 mm
Bố trí cốt đai 𝜙8s270.

3.5 Tính tốn diện tích cốt thép chịu lực
Tiết diện đang xét là tiết diện chữ T, vì vậy cần phải xác định độ vươn của sải cánh
tính từ mép sườn (Sf) như sau:

Sf  8  h f = 8  90 = 720 ( mm )  Chọn Sf = 720(mm)

Hình 3.10 Hình tiết diện dầm phụ
3.5.1 Tính tốn cốt thép chịu momen dương (theo tiết diện chữ T)
o Tiết diện giữa nhịp biên (Mu = 72927901 N.mm)
Giả sử hệ số kháng  = 0,9 và trục trung hòa đi qua điểm tiếp giáp giữ sườn và
cánh lấy cân bằng moment tại tâm cốt thép chịu kéo: