đồ án bê tông cốt thép

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN
TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

----

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
THIẾT KẾ BÊ TƠNG CỐT THÉP THEO TIÊU CHUẨN
ACI

Giáo viên hướng dẫn : TS. HUỲNH VĂN THÀNH
Sinh viên thực hiện: P
MSSV
: X

Lớp

: X

TP Hồ Chí Minh 08/2021

SVTH:

1


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Lời nói đầu
Bài thuyết minh Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI
này được thực hiện giựa trên nhiều nguồn tài liệu khác nhau. Phần sơ bộ kích
thước, chọn chiều dày lớp bảo vệ làm theo TCVN vì một số lý do như điều
kiện khí hậu cũng như không yêu cầu đảm bảo độ võng quá cao. Các nội dung
cịn lại chủ yếu tính tốn giựa trên cuốn Building Code Requirements for
Structural Concrete (ACI 318-14).
Để hoàn thành tốt Đồ án này em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Văn
Thành – giáo viên bộ môn khoa Công trình giao thơng trường đại học Giao
thơng vận tải thành phố Hồ Chí Minh, người đã nhiệt tình, tâm huyết hướng
dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện Đồ án. Em xin đại diện lớp kính
chúc thầy ln dồi dào sức khỏe và gặp nhiều thành công trong cuộc sống.
Em xin chân thành
cảm ơn!

SVTH:

2


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Tóm tắt
Đồ án bê tơng cốt thép thiết kế sàn sườn tồn khối loại bản dầm bao gồm
các chương sau:

Chương 1: PHÂN TÍCH VÀ TỔ HỢP SỐ LIỆU
Chương 2: THIẾT KẾ BẢN SÀN
Chương 3: THIẾT KẾ DẦM PHỤ
Chương 4: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH

SVTH:

3


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

DANH SÁCH BẢNG BI
Bảng 1. 1 Tổng hợp số liệu tính tốn................................................................................10
Y

Bảng 2. 1 Tải trọng bản thân của sàn...............................................................................12
Bảng 2. 2 Tải trọng bản thân của sàn...............................................................................16
Bảng 2. 3 Chọn thép chịu lực...........................................................................................18
Bảng 3. 1 Momen của dầm...............................................................................................24
Bảng 3. 2 Lực cắt của dầm...............................................................................................25
Bảng 3. 3 Lựa chọn cốt thép.............................................................................................29
Bảng 3. 4 Khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt thép..............................................30
Bảng 3. 5 Chiều dài đoạn neo, nối cốt thép......................................................................31
Bảng 4. 1 Giá trị moment của dầm chính.........................................................................38
Bảng 4. 2 Chọn tính bước đai cho dầm chính..................................................................40
Bảng 4. 3 Chọn cốt thép chịu lực cho dầm chính.............................................................44
Bảng 4. 4 Khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt thép..............................................45

Bảng 4. 5 Chiều dài đoạn neo, nối cốt thép......................................................................46

SVTH:

4


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Danh sách hình ản
Hinh 2. 1 Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của bản sàn........................................................11
Hinh 2. 2 Các lớp cấu tạo của bản sàn..............................................................................12
Hinh 2. 3 Biểu đồ moment của bản sàn............................................................................14
Hinh 2. 4 Biểu đồ lực cắt của bản sàn.............................................................................14
Hinh 2. 5 cốt thép cấu tạo chịu momen âm......................................................................18
Hinh 2. 6 Mặt cắt bản sàn.................................................................................................19
Hinh 2. 7 Mặt cắt bố trí thép sàn......................................................................................20
Hình 3. 1 Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của dầm phụ......................................................21
Hình 3. 2 Sơ đồ tính tốn của dầm phụ............................................................................21
Hình 3. 3 Biểu đồ bao moment dầm phụ..........................................................................24
Hình 3. 4 Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ............................................................................24
Hình 3. 5 Khoảng cách các lớp cốt đai.............................................................................25
Hình 3. 6 Kich thước tiết diện dầm phụ...........................................................................26
Hình 3. 7 Biểu đồ bao vật liệu dầm phụ (KN.m)..............................................................30
Hình 3. 8 Bố trí cốt thép dầm phụ....................................................................................32
Hình 3. 9 Mặt cắt ngang dầm phụ....................................................................................34
Hình 4. 1 Sơ đồ tính tốn dầm chính................................................................................35
Hình 4. 2 Các trường hợp đặt tải dầm chính.....................................................................37

Hình 4. 3 Biểu đồ bao moment dầm chính.......................................................................38
Hình 4. 4 Biểu đồ bao lực cắt dầm chính.........................................................................38
Hình 4. 5 Xách định cốt treo............................................................................................40
Hình 4. 6 Kích thước tiết diện dầm phụ...........................................................................41
Hình 4. 7 Nội suy mơ men mép cột..................................................................................42
Hình 4. 8 Biểu đồ bao vật liệu dầm chính (KN.m)...........................................................45
Hình 4. 9 Bố trí thép dầm chính.......................................................................................47
Hình 4. 10 Mặt cắt bố trí thép dầm chính.........................................................................48

SVTH:

5


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Mục lục
Tóm tắt............................................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP SỐ LIỆU.....................................................9
1.1. Sơ đồ tính tốn........................................................................................................9
1.2. Dữ kiện đề bài.........................................................................................................9
1.3. Vật liệu sử dụng......................................................................................................9
1.4

Tổng hợp số liệu.................................................................................................10

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BẢN SÀN................................................................................11
2.1. Phân loại bản sàn...................................................................................................11

2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện.............................................................................11
2.2.1. Chiều dày sơ bộ của bản sàn...........................................................................11
2.2.2.Chọn tiết diện sơ bộ của dầm phụ....................................................................11
2.2.3.Chọn tiết diện sơ bộ của dầm chính.................................................................11
2.3.Sơ đồ tính tốn.......................................................................................................11
2.3.1. Xác định tải trọng...........................................................................................12
2.3.2. Tĩnh tải...........................................................................................................12
2.3.3.Hoạt tải............................................................................................................12
2.3.4.Tổng Tải..........................................................................................................12
2.4.Nội lực.................................................................................................................... 13
2.5.Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn.................................................................15
2.6.Tính và bố trí thép chịu moment uốn......................................................................15
2.7. Bố trí cốt thép cấu tạo............................................................................................18
2.8. Cốt thép phân bố...................................................................................................19
2.9. Chi tiết bố trí thép sàn...........................................................................................19
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ DẦM PHỤ...............................................................................21
3.1. Sơ đồ tính tốn......................................................................................................21
3.2. Xác định tải trọng..................................................................................................21
3.2.1.Tĩnh tải............................................................................................................21
3.2.2.Hoạt tải............................................................................................................21
3.2.3.Tổng tải...........................................................................................................21
3.3.Xác định nội lực.....................................................................................................22
3.3.1.Xếp tải.............................................................................................................22
3.3.2.Biểu đồ bao moment........................................................................................24
SVTH:

6


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

3.3.3.Biểu đồ bao lực cắt..........................................................................................24
3.4 Thiết kế cốt đai cho dầm phụ..................................................................................25
3.4.1. Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai cho dầm..........................................................25
3.4.2. Tính tốn cốt đai.............................................................................................25
3.5. Tính tốn diện tích cốt thép chịu lực.....................................................................26
3.5.1. Tính tốn cốt thép chịu mơ men dương (Tính theo tiết diện chữ T)...............26
3.5.2. Cốt thép chịu momen âm: (tính theo tiết diện HCN)......................................28
3.5.3. Lựa chọn cốt thép chịu lực.............................................................................29
3.6. Biểu đồ bao vật liệu dầm phụ................................................................................29
3.6.1. Trình tự tính toán khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt thép.................29
3.6.2. Bảng kết quả và biểu đồ bao vật liệu..............................................................30
3.7. Neo, nối và bố trí cốt thép.....................................................................................31
3.7.1. Xác định chiều dài đoạn neo...........................................................................31
3.7.2. Chiều dài đoạn nối..........................................................................................31
3.8. Chi tiết bố trí cốt thép............................................................................................32
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH..........................................................................37
4.1. Sơ đồ tính tốn......................................................................................................37
4.2.Xác định tải trọng tính tốn theo trạng thái giới hạn cường độ...............................37
4.2.1.Tĩnh tải............................................................................................................37
4.2.2. Hoạt tải............................................................................................................... 37
4.3.Xác định nội lực.....................................................................................................37
4.3.1.Các trường hợp đặt tải.....................................................................................37
4.3.2. Tổ hợp tải trọng và biểu đồ bao nội lực:.............................................................38
4.4.Thiết kế cốt đai cho dầm chính...............................................................................38
4.4.1. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tơng..........................................................38
4.4.2. Tính tốn cốt đai.............................................................................................39
4.4.3. Kết quả tính tốn cốt đai.................................................................................40

4.5. Thiết kế cốt treo.....................................................................................................40
4.6. Thiết kế cốt chịu lực..............................................................................................41
4.6.1. Cốt thép chịu mô men dương.........................................................................42
4.6.2. Cốt thép chịu mô men âm ..............................................................................43
4.7. Lựa chọn cốt thép chịu lực....................................................................................44
SVTH:

7


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

4.7. Biểu đồ bao vật liệu dầm phụ................................................................................44
4.7.1. Trình tự tính tốn khả năng chịu lực của tiết diện sau khi cắt thép.................44
4.7.2. Bảng kết quả và biểu đồ bao vật liệu..............................................................45
4.8. Neo, nối và bố trí cốt thép.....................................................................................46
4.8.1. Xác định chiều dài đoạn neo...........................................................................46
4.8.2. Chiều dài đoạn nối..........................................................................................46
4.8.3. Bảng thể hiện kết quả đoạn neo, nối cốt thép.................................................46
4.9. Chi tiết bố trí cốt thép............................................................................................47

SVTH:

8


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH VÀ TỔNG HỢP SỐ LIỆU
1.1. Sơ đờ tính toán

Hình 1.1. Sơ đồ tính tốn.
1.2. Dữ kiện đề bài
Sơ đồ sàn
L1 (m)
L2 (m)
pc (MPa)
I
5,9
2,5
1000.105
Kích thước cột: 300x300mm.
1.3. Vật liệu sử dụng
Vật liệu:
- Bê tông C25: f’c = 25 MPa
Ec = 31000 MPa.
-Bê tơng có cấp độ bền chịu nén C25: Rb= 8.5 MPa, Rbt=0.75 MPa
-Cốt thép:
Loại thép
AI
AII
SVTH:

Rs (MPa)
225
280

Rsw (MPa)
175
225
9


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Sàn được thiết kế gồm các lớp cấu tạo như sau:
- Gạch lát:

g tc  40kg / m 2 ,

tc
3


2000
kg
/
m
- Vữa lót:
δv = 20mm, ,
,
tc
3
- Bản bê tông cốt thép:  b  hb ,   2500kg / m ,

tc
3
- Vữa trát:
δvt = 15mm,   2000kg / m .

1.4. Tổng hợp sớ liệu
Sau khi phân tích số liệu của đề bài, tiến hành lập bảng như sau để dễ
dàng sử dụng số liệu:

Bảng 1.1. Tổng hợp số liệu tính tốn.
L1
(m)

L2
(m)

5,9

2,5

SVTH:

p tc
(MPa)

1000 �10

5

np

Bê tông
C25
(Mpa)

1,2

Rb = 8,5
Rbt = 0,75
γb = 1

Cốt thép
Sàn

R s (Mpa)

Cốt đai
R sw (Mpa)

Cốt dọc
R s (Mpa)

280

175

280

10

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BẢN SÀN
2.1. Phân loại bản sàn
Xét tỉ số = = 2,36 > 2, nên bản thuộc loại bản dầm, bản làm việc theo
phương cạnh ngắn.
2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện
2.2.1. Chiều dày sơ bộ của bản sàn
hs = ; Chọn m = 30 ta có:
hs = = 83,3 mm > hmin = 60mm Chọn chiều dày bản hs = 110 mm.
2.2.2.Chọn tiết diện sơ bộ của dầm phụ
hdp = .Ldp = .5900 = 491,3 295mm
Chọn chiều dày bản hdp = 400 mm.
bdp = .hdp = .400 = 200 100 mm
Chọn chiều dày bản bdp = 200 mm.
2.2.3.Chọn tiết diện sơ bộ của dầm chính
hdc = .Ldc = .7500 = 937,5 625 mm
Chọn chiều dày bản hdc = 650 mm.
bdc = .hdc = .700 = 350 175 mm
Chọn chiều dày bản bdc = 300 mm.
2.3. Sơ đồ tính toán
Tiến hành cắt theo phương cạnh ngắn một dãy có b = 1m, xem như dầm
liên tục nhiều gối tựa là các dầm phụ.

Hình 2.2. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của bản sàn.
Nhịp tính tốn của bản:
 Nhịp biên:

Lob  L1 

bc
300 200
 2500 

 2250mm
2
2
2

Lb  L1  bdp  2500  2

200
 2300mm
2

 Nhịp giữa:
2.3.1. Xác định tải trọng
2.3.2. Tĩnh tải
Cấu tạo bản sản được chia làm 4 lớp như sau:

Hình 2.3. Các lớp cấu tạo của bản sàn.

SVTH:

11

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Căn
sàn, lập bảng

cứ theo cấu tạo mặt
giá trị như sau:
Chiều
dày

Lớp cấu tạo

Trọng lượng
riêng

i

(mm)

 i (N/m3)

Gạch

Trị tiêu

Hệ số tin

chuẩn

cậy về tải

Trị tính tốn

trọng

g s (N/mm2)

g tc

(N/mm2)

 f ,i

4.104

1,2

4,8.10-4

Vữa lát

19

2.105

3,8.10 4

1,2

4,56.104

Vữa trát

16

2.105

3,2.10-4

1,2

3,84.10-4

Bản bê tông

110

2,5.105

2, 75.103

1,2

3, 3.103

Tổng cộng

4,62.10-3

Bảng 2.2. Tải trọng bản thân của sàn.
2.3.3. Hoạt tải
2
c
n
WL= p p  1, 6 �0.0025  0, 004 N / mm (hoạt tải tác dụng lên bản sàn)
2.3.4. Tổng Tải
Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b=1m:
U=(WD+WL).b=(4,62.10-3 + 4.10-3).1000=8,62 N/mm
2.4. Nợi lực
Sử dụng phần mềm sap 2000 tìm ra được momen và lực cắt của bản sàn. Ta có
các sơ đồ tính và các biểu đồ momen, lực cắt như sau:
TH 4  TT  HT 4
TH 1  TT  HT 1
�
�
�
�
TH 5  TT  HT 5
TH 2  TT  HT 2
�
�
�
�
TH 6  TT  HT 6
TH 3  TT  HT 3
�
�
SVTH:

12


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

Chú thích :
Hình a (DL) : Tỉnh tải tác dụng lên bản sàn có bề rộng 1000mm
Hình b (LL1) : Hoạt tải chất cách nhịp để tìm mơ men dương tại mặt cắt
giữa nhịp của các nhịp lẽ
Hình c (LL2) : Hoạt tải chất cách nhịp để tìm mơ men dương tại mặt cắt
giữa nhịp của các nhịp chẵn
Hình d (LL3) : Hoạt tải chất ở các nhịp 1,2,4,6,8 để tìm mơ mem âm tại gối thứ
2

SVTH:

13


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Hình e (LL4) : Hoạt tải chất ở các nhịp 2,3,5,7,9 để tìm mơ mem âm tại gối thứ
3
Hình f (LL5) : Hoạt tải chất ở các nhịp 1,3,4,6,8 để tìm mơ mem âm tại gối thứ
4
Hình g (LL6) : Hoạt tải chất ở các nhịp 2,4,5,7,9 để tìm mơ mem âm tại gối thứ
5

Hình 2.4. Biểu đồ moment của bản sàn.

Hình 2.4. Biểu đồ lực cắt của bản sàn.
-Nhận xét: từ biểu đồ bao moment ta nhận thấy giá trị khơng có sự thay đổi
dáng kẻ tại các nhịp giữa, moment âm không chênh lệch nhiều tại các gối giữa
trừ gối số 2 . Để giảm bớt khối lượng tính tốn, ta chọn một số mặt cắt có
mooment lớn nhất để thiết kế cốt thép như sau
Moment dương dùng để thiết kế cho nhịp biên: Mu=4766917 N.mm
Moment âm dùng để thiết kế cho gối thứ 2: Mu=-5824339 N.mm
Moment dương dùng để thiết kế cho các nhịp giữa: Mu=3110792,6 N.mm
Moment âm dùng thiết kế thép cho các gối còn lại: Mu=-5158117 N.mm
Giá trị lực cắt lớn nhất của sàn: Vmax=13104,74 N
2.5.Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn
Sử dụng lực cắt lớn nhất trong bản Vu = 15786,04 N để kiểm tra khả năng chịu

cắt của bản. Chọn lớp bê tông bảo vệ at = 20mm và dự định dùng thép 10 có
db=10mm.
Tính khoảng cách từ lớp thép kéo ngồi cùng tới thớ nén của tiết diện:
SVTH:

14


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

ds = hs - - at = 110 - - 20 = 85mm
Bỏ qua chịu cắt của cốt thép trong sàn, sức chống cắt của bản được xác định
như sau:
Vc = .bw.ds. = .1000..85 = 70833,33 N
.Vc = 0,75 . 70833,33 = 53125 N
Kiểm tra điều kiện chịu cắt của sàn:
Vu .Vc N 53125 N
Sàn đủ khả năng chịu cắt.,suy ra không cần bố trí cốt đai.
2.6.Tính và bớ trí thép chịu moment ́n
Để thuận tiện cho q trình tính tốn, ta lập trình tự các bước giải sau đó đưa số
liệu vào excel và tính kết quả.
Biết b, hs, f’c, fy, ds, Mu
Dựa vào cấp bê tông f’c để chọn hệ số theo tiêu chuẩn ACI 318-14 mục
22.2.2.4 như sau:

�
�
0,85

�
1  �
0, 65
�
0, 05
�
0,85 
( f c�
 28)
7
�
Ta có: f’c

f c�
�28MPa
f�
�56 MPa


28  f �
 56 MPa

= 25 MPa = 0,85

Giả thuyết tiết diện phá hoại dẻo tương ứng với hệ số giảm độ bền  = 0,9.
Lấy cân bằng mô men tại tâm cốt thép chịu kéo ta có:
= Mu
Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân bằng mơ men, ta được:
a = ds - ; c =
Tính tỷ số theo biểu thức sau:

0,6
Trong đó:
+ c là khoảng cách từ trục trung hịa tới thớ ngồi cùng chịu nén (mm);
+ a là chiều cao vùng nén của bê tông (mm);

SVTH:

15


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

+ ds là khoảng cách từ lớp thép kéo ngoài cùng tới thớ nén của tiết diện
(mm).
Tính lại: 0,75 0,65 + 0,15 . 0,9
Nếu

0,75 0,75
0,75 0,9 (0,75 0,9)
0,9 0,9

Nếu  khác nhiều so với giá trị ban đầu thì tính lại a với  vừa tìm. Kiểm tra
điều kiện:
0,6 Tiết diện cốt thép: As =
0,6 Nên tăng h, tăng cường độ bê tông.
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.
Bảng 2. 1 Tải trọng bản thân của sàn.

Tại tất cả các thiết diện,tỷ số c/ds ≤0,375, đúng với giả thuyết tiết diện ở trạng
thái phá hoại dẻo (  0,9)
Tính lại a, c, ds
a= ; c=
Kiểm tra điều kiện cốt thép chảy dẻo:
0,6 Phá hoại cân bằng
0,6 Nên tăng h, tăng cường độ bê tông.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu theo tiêu chuẩn ACI 318-14:
As,min = .bwds
Tính lại mơ men kháng uốn so sánh với Mu:
Mn = .0,85.f’c.ab.
Quy định hàm lượng thép tối thiểu (As min):

SVTH:

16


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

(Mục 7.6.1.1, ACI 318-14 quy định hàm lượng thép tối thiểu cho sàn một
phương theo bảng 1-3
�
�
�0, 0018 �420
�
As min  max �

Ag , 0, 0014 Ag � 0, 002bh  0, 002.1000.110  220mm
fy
�
�

So sánh với tiết diện cốt thép tính tại 4 tiết diện trong bảng trên, ta thấy tất cả
các kết quả đều lớn hơn Asmin, suy ra, bố trí cốt thép cho các tiết diện này bằng
giá trị As đã tính ở trên.
As , design  max( As ; As ,min )

Chọn thép  8 và  6 (như giả thuyết ban đầu ),có đường kính db  8mm ,
d b  6mm

2
2
và diện tích mặt cắt ngang Ab  50, 26mm , Ab  28, 27mm

Khoảng cách giữa các thanh thép tính theo biểu thức
s

Ab b
As

Tiêu chuẩn tại mục 7.7.2.3 của ACI cũng quy định khoảng cách giữa các thanh
thép không vượt quá 3 lần chiều dày sàn (3hs) và 18 in (457,2mm)
smax  max(3hs ;18in)  18in  457, 2mm

+Khi h≤150(mm) thì lấy s_max=200(mm);
+Khi h>150(mm) thì lấy s_max=min(1,5*hs;400mm)
Khoảng cách thiết kế chọn thỏa mãn điều kiện:

sdesign �min( s; smax )

Bảng 2.3. Chọn thép chịu lực

Tiết
diện

db
(mm
)

As , Min

As
2

(mm )

Giữa
226,52
nhịp
6/8
2
biên
Gối
277,89
8
thứ 2
7
Các

146,90
nhịp
6
1
giữa SVTH:
Các
245,47
gối
6/8
9
giữa

2

(mm
)

S

S max

S design

As , design
2

 As

Ghi
chú

(mm)

(mm
mm)
)

(mm
)

220

173,3

457,
2

170

230,9
7

0,02

Lớp
dưới

220

180,85

8

457,
2

170

295,6
4

0,06

Lớp
trên

220

192,44

457,
2

170

166,2
9

0,09

Lớp

dưới

220

159,95

457,
2

170

230,9
7

0,06

Lớp
trên

%

2.7.
Bố trí
cốt
thép
cấu
tạo
Cốt
thép
17

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

cấu tạo trong bản một phương dùng để chịu mô men âm ở những vùng có thể
xuất hiện mơ men 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:
Chọn với As,max là diện tích cốt thép lớn nhất của nhịp bản và gối tựa
Sử dụng thép với tổng diện tích (mm2)
-Chiều dài của thanh thép cấu tạo được tính như hình 2.5

Hinh 2. 1 cốt thép cấu tạo chịu momen âm
2.8. Cốt thép phân bố
Cốt thép phân bố dùng để liên kết các thanh thép chịu lực thành hệ khung và
chịu mơ
men phát sinh theo cạnh cịn lại của bản một phương. Ta có thể chọn cốt phân
bố theo
theo kinh nghiệm với đường kính nhỏ hơn thép chịu lực và khoảng cách giữa
các thanh
thép phân bố từ 200mm đến S*max.
*
S max =330mm khi hs 150mm;
*
S max =min(2,2hs và 500mm) khi hs150mm
Chọn thép phân bố .
2.9. Chi tiết bố trí thép sàn
Bố trí thép sàn theo cách phối thép, dùng thanh số 2

ở nhịp biên uốn lên gối thứ hai chịu mơ men âm. Những chỗ khơng phối được
thì bố trí thép độc lập, chi tiết bố trí như hình bên dưới:
Hinh 2. 2 Mặt cắt bản sàn

SVTH:

18


GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

3

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

3

2

6

8

8

8

8

8

8

8

8

3

3

4

6

1

1

3

3

4

6

8

2

2

4

1

A

B

C

1

a) mặt cắt 1-1

SVTH:

19


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

b) mặt cắt 2-2

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

c) mặt cắt 3-3
Hinh 2. 7 Mặt bằng bố trí thép sàn

SVTH:

20


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ DẦM PHỤ
3.1. Sơ đồ tính toán
- Dầm phụ được tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là dầm liên tục 4 nhịp có
các gối tựa là dầm chính.
- Nhịp tính tốn của dầm phụ:
+ Nhịp biên: lob=5900mm
+ Nhịp giữa: log=5900mm

Hình 3. 1 Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của dầm phụ.
3.2. Xác định tải trọng

Hình 3. 2 Sơ đồ tính tốn của dầm phụ
+Xác định tải trọng tính toán 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
ta khơng cần nhân hệ số vượt tải ( trừ trọng lượng bản thân dầm phụ ).
3.2.1.Tĩnh tải
- Trọng lượng bản thân dầm phụ:
WD0 = bdp ( hdp - hs ) = 252(0,4 - 0,11) = 1,45 kN/m =1,45N/mm
- Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:
WD1 = WD,s L1 = 4,62.10-32500 = 11,55 N/mm

- Tổng tĩnh tải:
WD,dp = 1,2WD0 + WD1 = 1,21,45 + 11,55 = 13,29 N/mm
3.2.2.Hoạt tải
- Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào:
WL,dp = WL,s L2 = 0,004 2500 = 10 N/mm
3.2.3.Tổng tải
- Tải trọng tổng cộng:
Wu = WD,dp + WL,dp = 13,29 + 10 = 23,29 N/mm
SVTH:

21


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

3.3.Xác định nợi lực
3.3.1.Xếp tải
Sử dụng phần mềm sap 2000 tìm ra được momen và lực cắt của bản sàn. Ta có
các sơ đồ tính và các biểu đồ momen, lực cắt như sau:
Do tính chất đối xứng của kết cấu nên ta chỉ cần đặt tải để tìm ra hình bao nội
lực của 1 nửa hệ kết cấu, phần bên kia lấy đối xứng quatrục đối xứng
a)

b)

c)

d)

SVTH:

22


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

e)

Chú Thích:
Hình a (DL): Tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ
Hình b (LL): Hoạt tải chất trên các nhịp lẻ để tìm moment dương tại mặt cắt
giữa nhịp
Hình c (LL): Hoạt tải chất trên các nhịp chẵn để tìm moment dương tại mặt cắt
giữa nhịp
Hình d (LL): Hoạt tải chất ở các nhịp 1,2,4 để tìm moment âm và lực cắt max
tại gối thứ 2
Hình e (LL): Hoạt tải chất ở các nhịp 2,3,5 để tìm moment âm và lực cắt max
tại gối thứ 3
Tổ hợp cơ bản bao gồm tĩnh tải và một hoạt tải:
-TH1=DL+LL1
-TH2=DL+LL2
-TH3=DL+LL3
-TH4=DL+LL4
Kết quả nội lực được thể hiện ở hình 3.3 và 3.4

SVTH:

23


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

3.3.2.Biểu đờ bao moment

Hình 3.3 Biểu đồ bao momen dầm phụ

3.3.3.Biểu đờ bao lực cắt

Hình 3. 3 Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ.
Vì hệ là hệ đơi xứng nên nội lực nữa mặt cắt bên phải và bên trai giống
nhau, từ biểu đồ bao momen và lực cắt ta có bảng 3.1 sau:
Bảng 3. 1 Momen của dầm
Moment lớn nhất tại

Gía trị (N.mm)

Nhịp biên

70284954

Gối 2

90833325

Nhịp 2
Gối 3

44520670
45862345

Bảng 3. 2 Lực cắt của dầm
SVTH:

24


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:HUỲNH VĂN THÀNH

Lực cắt lớn nhất tại

Giá trị (N)

Gối 1

57217,78

Gối 2 (Trái)

84100,98

Gối 2 (Phải)

77343,13

Gối 3 (Trái)

34227,52

3.4 Thiết kế cốt đai cho dầm phụ
3.4.1. Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai cho dầm
Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt chủ abv=30mm, giả sử sử dụng thép chủ
20 . Chiều cao hữu hiệu của tiết diện được tính như sau:
d = ds=hdp – abv - =400 - 30 - = 360 (mm)
Khả năng chịu cắt của của bê tông:
Vc=bwd=250.360.= 75000 N
Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai:
Chọn lực cắt tại gối 2 (trái)để kiểm tra chịu cắt của bê tông V=84100,98 N
Vc =112134,6475000N
� Không đủ khả năng chịu lực nên cần đặt thêm cốt đai
3.4.2. Tính toán cốt đai
Từ biểu đồ bao lực cắt, ta nhận thấy lực cắt dầm 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.

Hình 3. 4 Khoảng cách các lớp cốt đai.
-Trong đó :Sg = L = 5900 = 1475 mm
-Sử dụng thép đai là loại thép loại AI có fyt =175 MPa ,đai hai nhánh .
-Diện tích cốt đai: Av = = 100,48
-Dựa vào biểu đồ bao lực cắt ta thấy :
Trong đoạn Sg (1475mm kể từ gối) của các nhịp dùng lực cắt lớn nhất để tính:
Vs,need = - Vc = – 75000 = 37134,64 = =150000 N

Smax = min( , s = , 610mm) = min(, ,610) mm
= min( 180 , 263 ,610 ) mm = 180mm
SVTH:

25