Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép 2: Chương 1 - ThS. Bùi Nam Phương

KẾT CẤU BTCT 2
CẤU KIỆN NHÀ CỬA
BÙI NAM PHƯƠNG
Bài giảng - Lưu hành nội bộ

1


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 0 – Giới thiệu
môn học KC BTCT 2

Giảng viên: Ths. BÙI NAM PHƯƠNG
Khoa Kỹ thuật xây dựng – ĐH Giao thơng vận tải Tp. Hồ Chí Minh
Thời lượng: 42 Tiết (hệ tín chỉ) - 60 Tiết (hệ niên chế)

Thơng tin mơn học











Tên học phần: KẾT CẤU BÊTƠNG CỐT THÉP 2 (Phần cấu kiện nhà cửa)

Số đơn vị học trình: 2
Trình độ: Sinh viên năm thứ 4 ngành Xây dựng dân dụng và công nghiệp.
Phân bổ thời gian: Học tại trường: 42 Tiết. Tự học ở nhà: 120 Tiết
Điều kiện tiên quyết: Sinh viên đã học môn Kết cấu bêtông cốt thép 1.
Mục tiêu của học phần: Nắm được những nguyên tắc tính tốn, thiết kế kết cấu
bêtơng cốt thép trong các cấu kiện nhà cửa và một số dạng công trình khác.
Mơ tả vắn tắt nội dung của học phần: Ngun tắc bố trí, cấu tạo, tính tốn tải
trọng, nội lực và thiết kế cốt thép cho các loại cấu kiện như: các loại sàn (sàn sườn,
sàn phẳng,…) dầm khung, cột khung, kết cấu khung, móng.
Nhiệm vụ của sinh viên: Tham dự giờ học tại trường, làm đầy đủ bài tập, đồ án,
đọc và nghiên cứu thêm tài liệu, …
Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên
 Kiểm tra đột xuất tại lớp + thi giữa kỳ: 30%
 Thi cuối học kỳ: 70%

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
2

1


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 0 – Giới thiệu
môn học KC BTCT 2

Nội dung môn học và kế hoạch giảng dạy
Số Tiết

Lý
Bài
thuyết tập

Nội Dung
Chương 1: THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊTÔNG CỐT THÉP
1. Các yêu cầu của việc thiết kế kết cấu
2. Hệ kết cấu và tải trọng công trình
3. Quy trình thiết kế kết cấu
Chương 2: SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP
1. Khái niệm chung
2. Thiết kế sàn một phương
3. Thiết kế sàn hai phương
4. Thiết kế các loại sàn khác (gạch bộng, ô cờ, panel)
Chương 3: DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP
1. Tải trọng tác dụng lên dầm
2. Sơ đồ tính và phân tích nội lực
3. Thiết kế và cấu tạo cốt thép cho dầm
4. Hệ dầm trong kết cấu sàn sườn toàn khối

5

1
2
2
12

2
3
3

4

1
1
1

8

2
2
2
2

1
1
1
1

Nội dung mơn học và kế hoạch giảng dạy
Nội Dung
Chương 4: KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP
1. Khái niệm chung
2. Cấu tạo khung btct toàn khối
3. Sơ đồ tính và phân tích nội lực
4. Thiết kế và cấu tạo cốt thép khung BTCT toàn khối
5. Cấu tạo khung BTCT lắp ghép khối
6. Khe biến dạng trong khung
Chương 5: MÓNG BÊ TÔNG CỐT THÉP
1. Khái niệm chung
2. Móng đơn

3. Móng kép - băng
4. Móng bè
5. Móng cọc (Cọc và đài cọc)
THI CUỐI KỲ

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
3

Số Tiết
Lý
Bài
thuyết tập
12

3
2
2
2
2
1

1
1
1
1
2

5

1
1
1
1
1

0
1
0
0
1

2


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 0 – Giới thiệu
môn học KC BTCT 2

Tài liệu tham khảo


Nguyễn Đình Cống- Ngơ Thế Phong – Huỳnh Chánh Thiên – Kết Cấu Bêtông
cốt thép (phần kết cấu nhà cửa) , Nhà XB ĐH và THCN Hà Nội, 1978



Ngô Thế Phong – Lý Trần Cường – Trịnh Kim Đạm – Nguyễn Lê Ninh – Kết

cấu Bêtông cốt thép (phần kết cấu nhà cửa), Nhà XB KHKT Hà Nội
Tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu Bêtông cốt thép, TCVN 5574-2012 (TCXDVN
356:2005)
Tiêu chuẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995
Athur Nilson, Design of Concrete Structure -1997






Bùi Nam Phương – Tóm tắt bài giảng “Kết cấu BTCT 2” – ĐH Giao thông
vận tải Tp. HCM

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
4

3


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

Chương 1:
QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ KẾT CẤU
BÊTƠNG CỐT THÉP



Mục tiêu cần đạt



Khái niệm chung về công tác thiết kế



Khái niệm hệ kết cấu cơng trình



Thiết lập được quy trình thiết kế



Thời lượng: 3 tiết

1.1 CÁC YÊU CẦU THIẾT KẾ

2

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
5

1

Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

 An tồn (Safety): bền vững, khơng bị phá hoại sụp đổ

- Kết cấu phải được tính với mọi tải trọng và tác động có thể xảy ra
trong q trình sử dụng cũng như thi công.
- Sơ đồ kết cấu cần rõ ràng
- Nên chọn kết cấu siêu tĩnh có độ an toàn cao.
Khoảng 7h55 sáng ngày
26/9/2007, đoạn dầm cầu bị sập
nằm ở phía bờ Vĩnh Long dài
87 m, rộng 24 m, vừa được đổ
bê tông ngày hôm trước. tổng
số thương vong: 54 người; số
người bị thương: 80 người

3

Tối ngày 9/10/2007, cao ốc
Pacific (số 43-45-47 đường
Nguyễn Thi Minh Khai, quận 1,
TP. HCM) đang thi cơng đã làm
ảnh hưởng móng và sập 2 dãy
nhà của Viện Nghiên cứu
KHXH Nam Bộ, 49 Nguyễn Thị

Minh Khai, quận 1.

16h30 ngày 31/03/2011,
tại ngõ 59 phố Huỳnh
Thúc Kháng, quận Đống
Đa, Hà Nội, căn nhà 5
tầng đã đổ sập khi đang
sữa chữa

 Ổn định (Stability): không bị biến dạng, nghiêng, võng, lún

hay dao động quá mức
phải đảm bảo độ cứng nhất định để cơng trình ln đảm
bảo điều kiện sử dụng bình thường.

4

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thơng vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
6

2


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

 Hữu dụng (Servicebility)

Phương án kết cấu được chọn phải:
- Đáp ứng nhu cầu cơng năng sử dụng
cơng trình
- Thỏa mãn u cầu về khơng gian và hình
khối kiến trúc

5

 Kinh tế (Economic) có giá thành

hợp lý
- Sử dụng vật liệu hợp lý
- Chọn lựa công nghệ xây dựng, kỹ
thuật thi công phù hợp
- Sử dụng cơng nhân và thiết bị
máy móc hiệu quả
- Đảm bảo tiến độ thi cơng, đưa
cơng trình vào sử dụng đúng hạn.

6

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
7

3

Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

 Mơi trường (Environment)

- Vật liệu được chọn căn cứ vào
điều kiện thực tế và u cầu cụ thể
của cơng trình.
- Chọn phương án kết cấu phải đáp
ứng được thời hạn thi cơng và năng
lực kỹ thuật thi cơng đang có.
- Phải gắn liền việc thiết kế kết cấu
và thiết kế biện pháp và tổ chức thi
công

7

1.2 HỆ KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG CƠNG TRÌNH
1.2.1 Các dạng kết cấu cơng trình

Về cơ bản, một cơng trình có các bộ phận kết cấu chịu
lực sau:
 mái, sàn
 dầm
 cột, tường chịu lực
 móng
8

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
8

4


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

Dạng kết cấu thứ 1:

9

Dạng kết cấu thứ 2:

10

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
9

5


Tóm tắt bài giảng

Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

1.2.2 Tải trọng và sự làm việc của hệ kết cấu
Cơng trình chịu tải trọng theo cả phương đứng lẫn
phương ngang bao gồm:
Tĩnh tải: khơng thay đổi trong suốt q trình xây
dựng và sử dụng cơng trình (trọng lượng bản thân kết
cấu, tường xây, các lớp vữa gạch lót sàn …)
 Hoạt tải: thay đổi về sự xuất hiện, điểm đặt, phương
chiều và giá trị tác dụng (tải trọng sử dụng, tải trọng
trong q trình thi cơng, sửa chữa, mưa, gió, …)
 Các loại tải trọng đặc biệt khác: rất ít khi xuất hiện
(động đất, cháy nổ, …)
11

Truyền tải trọng trong hệ kết cấu cơng trình
Mưa, gió, tải dựng
lắp

Hoạt tải sử dụng
trên SÀN

MÁI + TLBT

SÀN + TLBT

TẢI TƯỜNG

DẦM + TLBT

TẢI GIÓ

CỘT + TLBT

ĐỘNG ĐẤT

MĨNG + TLBT
12

NỀN ĐẤT

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thơng vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
10

6


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

1.3 QUY TRÌNH THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH

13

1.3.1 Quy trình thiết kế
Quy trình thiết kế là một chu trình lặp khép kín, cơ bản
gồm sáu bước như sau
 Bước 1:

Chọn hệ kết cấu: căn cứ vào yêu
cầu kiến trúc, điều kiện địa chất thủy
văn, điều kiện thi cơng, chi phí
ngun vật liệu và máy móc nhân
cơng và thời gian thi cơng.

14

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
11

7


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)
Bước 2:
Chọn sơ bộ kích thước tiết

diện các cấu kiện: căn cứ vào
sơ đồ kết cấu và tải trọng, dựa
vào kinh nghiệm hoặc chỉ dẫn
thiết kế để xác định

Tính tốn tải trọng và tác
động: căn cứ vào đặc điểm cơng
trình và tiêu chuẩn TCVN 27371995 tính tải trọng thường
xuyên, tạm thời và đặc biệt tác
động lên kết cấu

15

1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)
Bước 3:

Phân tích nội lực và
tổ hợp nội lực:
Tính M, Q, N, Mxoắn,
lực trượt do tĩnh tải và
hoạt tải bất lợi gây ra.
Tổ hợp nội lực để tìm
ra nội lực lớn nhất ở
các tiết diện nguy
hiểm, từ đó vẽ biểu đồ
bao nội lực.

16

Ths Bùi Nam Phương

ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
12

8


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)
 Bước 4:
Tính tốn cốt thép và chọn cốt thép: tính cốt thép chịu lực,
chọn đường kính và bố trí cốt thép vào các tiết diện theo quy
định

17

1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)
 Bước 5:
Kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn sơ bộ: Căn cứ vào nội lực
lớn nhất ở các tiết diện nguy hiểm và các yêu cầu về cường độ, về biến
dạng và khe nứt để xem xét các tiết diện tính tốn có hợp lý khơng. Khi
cần thiết phải thay đổi tiết diện và tính lại nội lực.
Kiểm tra độ võng và khe nứt: đảm bảo thỏa mãn điều kiện về độ
võng và bề rộng khe nứt giới hạn.

18

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
13

9


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

1.3.1 Quy trình thiết kế (tt)
 Bước 6:

Hình thành bản vẽ: Kết quả tính tốn được thể hiện trên
bản vẽ, bản vẽ phải đầy đủ kích thước, chủng loại thép,
các ghi chú cần thiết và thống kê vật liệu .

19

1.3.2 Hệ thống hồ sơ thiết kế
Theo quy định chung của Bộ xây dựng, tuỳ theo cấp cơng trình
và u cầu của chủ đầu tư, mà một cơng trình cần có ít nhất 2
trong 3 loại hồ sơ thiết kế sau:
a. Hồ sơ thiết kế cơ sở:
Dựa vào quy mô, chức năng, đặc điểm của ngôi nhà để đề
xuất, so sánh, chọn phương án.

Chọn phương án trên các yếu tố: Độ bền vững, Phù hợp với
yêu cầu kiến trúc, Khả năng, điều kiện thi công, Giá thành, thời
gian thi công
Với phương án được chọn cần: Bố trí hệ kết cấu, Chọn kích
thước sơ bộ cho các cấu kiện, Vẽ mặt bằng và mặt cắt kết cấu
cho một số tầng, một số khung đại diện
20

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
14

10


Tóm tắt bài giảng
Kết cấu Bê tơng cốt thép 2

Chương 1 – Quy trình thiết kế
hệ kết cấu BTCT

b. Hồ sơ thiết kế kỹ thuật:
 Dựa vào thiết kế cơ sở tiến hành: Xác định tải trọng, Tính tốn
nội lực, Tính tốn cốt thép, Kiểm tra điều kiện làm việc bình
thường, Đánh giá sự hợp lý của tiết diện đã chọn
 Kết quả của thiết kế kỹ thuật: Bản thuyết minh tính tốn, Các
bản vẽ về hình dáng, kích thước của kết cấu và một số mặt cắt
chính, Sửa chữa, bổ sung những điểm chưa hợp lý của thiết kế
cơ sở
c. Hồ sơ thiết kế thi công:

 Dựa vào thiết kế kỹ thuật tiến hành: Chọn và bố trí cốt thép,
Lựa chọn các cấu tạo cụ thể, thiết kế các chi tiết, Lập bản vẽ thi
cơng, có ghi chú giải thích đầy đủ
21

Bài tập 1.1:
 Nhóm sinh viên tình nguyện Mùa hè xanh 2009 của

ĐH GTVT Tp. HCM được giao nhiệm vụ thiết kế cầu
nông thôn qua một con rạch rộng 12m tại huyện Cầu
Ngang, tỉnh Trà Vinh. Bạn hãy lập Quy trình thiết kế
cho dự án nêu trên.
 Hướng dẫn:
 Trình bày các yêu cầu thiết kế phù hợp với quy mơ, đặc điểm

22

cơng trình (Mục 1.1) (khảo sát địa chất, thủy văn, địa hình
khu vực xây dựng, đặc điểm nhu cầu: bề rộng, khẩu độ, nhịp
và chiều cao thông thủy, tải trọng, …)
 Lựa chọn giải pháp kết cấu, phân tích sự làm việc của kết
cấu (Mục 1.2) (Cầu treo, cầu BTCT lắp ghép, đúc tại chỗ, cầu
1 nhịp đơn giản, cầu nhiểu nhịp liên tục, …)
 Lập quy trình thiết kế theo 6 bước (Mục 1.3.1)

Ths Bùi Nam Phương
ĐH Giao thông vận tải - Khoa Kỹ thuật xây dựng
15

11