TÍNH TOÁN KHUNG BÊ TÔNG CỐT THÉP
(KHUNG K4)
I. PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI GIÁP KẾT CẤU VÀ CHỌN VẬT LIỆU
1) Các dạng kết cấu cơ bản:
a) Kết cấu khung chịu lực: Bao gồm hệ thống cột và dầm vừa chịu tải
trọng thẳng đứng và vừa chịu tải trọng ngang
− Ưu điểm: Có không gian lớn bố trí mặt bằng linh hoạt , có thể đáp
ứng đầy đủ điều kiện sử dụng của công trình
− Nhược điểm : Độ cứng ngang của công trình nhỏ , khả năng chống
lại các tác động của tải ngang kém , hệ dầm thường có chiều cao lớn
nên ảnh hưởng đến công năng sử dụng làm giảm chiều cao sử dụng
− Áp dụng : Thường được sử dụng cho những công trình có chiều cao
không lớn , với khung bê tông cốt thép không quá 20 tầng
b) Kết cấu vách cứng: Là hệ thống các vách vừa chịu tải trọng đứng
vừa chịu tải trọng ngang.
− Ưu điểm :Loại kết cấu này có độ cứng ngang lớn, khả năng
chống lại tải trọng ngang lớn, khả năng chịu động đất tốt.
− Nhược điểm : Do khoảng cách của tường nhỏ , không gian mặt bằng
công trình nhỏ nên việc sử dụng bị hạn chế , kết cấu vách cứng còn
có trọng lượng lớn m độ cứng kế cấu lớn nên tải trọng động đất tác
dụng lên công trình sẽ lớn đây là đặc điêm bất lợi cho công trình
chịu tải động đất
− Áp dụng : Loại kết cấu này thường được sử dụng trong công trình
nhà ở , công sở , khách sạn
c) Kết cấu tường chịu lực: Trong hệ kế cáu này thì các cấu kiện thẳng
đứng chịu lực của nhà là các tường phẳng , tải trọng đứng và ngang
truyền tới tường thông qua các bản sàn được xem là tuyệt đối cứng
− Ưu điểm : tận dụng được khả năng làm việc của tường , giá thành
xây dựng sẽ nhỏ hơn so với các loại kết cấu khác
− Nhược điểm : không thể xây dựng được nhà cao tầng chỉ xây nhà
nhỏ hơn 5 tầng , nhìn bề ngoài kết cấu có vẽ nặng nề ảnh hưởng đến

theo 2 phương => có thể giải bằng sơ đồ khung không gian . Song để
giải quyết bài toán phân tích nội lực ta dùng phần mềm etabs!
4) Vật liệu sử dụng :
-Bê tông cấp độ bền B20 :
+
11,5
b
R MPa
=
; +
0,9
bt
R MPa=
; +
1
b
γ
=

-Cốt thép:
+nhóm CI : Với
Φ
<10
225
s sc
R R MPa
= =
;
w
175

R
R
α
ξ
=
=
II. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO SÀN:
− Lựa chọn giải pháp dàn sườn toàn khối , có bố trí thêm các dầm phụ và
dầm chính đi qua cột . Đây là loai sàn dùng phổ biến nhất hiện nay , thích
hợp cho công tác bê tông toàn khối của công trình
− Ưu đểm : Lý thuyết tính toán và kinh nghiệ tính toán khá hoàn thiện, thi
công đơn giản được sử dụng phổ biến nhất ở nước ta với công ngệ thi
công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn phương tiện thi công .
Chất lượng đảm bảo do đã có đủ kinh nghiệm tiết kế và thi công trước
đây .
− Nhược điểm : Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn là rất lớn , khi vượt
khẩu độ lớn , hệ dầm phụ bố trí nhỏ lẻ với công trình không có hệ thống
cột giữa , dấn đến chiều cao thông thủy mỗi tầng thấp hoặc phải nâng
chiều cao tầng không có lợi cho kết cấu chịu tải trọng ngang . Không gian
kiến trúc nhỏ lẻ , khó tận dụng . Qúa trình thi công chi phí thời gian và
vật liệu lớn cho công tác lắp dựng ván khuôn
III. LẬP MẶT BẰNG KÉT CẤU , ĐẶT TÊN CHO CÁC CẤU KIỆN , VÀ LỰA
CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN:
1) Lập mặt bằng kết cấu:
c2
c2
c2
c2
c2
c3

d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d1
d9d9
d9
d9
d9
d9
d9
d9
d1
d3
d4
d4
d4
d4

d1 d1
d1 d1
d3
d3
d3
d3d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3 d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d3
d7
d1 d1 d1
d1 d1 d1
d3

a) Chọn sơ bộ tiết diện sàn:
 Sàn của các tầng từ 1 đến 9 :
-Chọn ô sàn ô sàn điển hình có kích thước lớn nhất sau khi đã chia dầm
(LxB=5,49x5,455m) và chiều dày sàn dựa vào công thức kinh nghiệm
sau :
s
D
h l
m
=

Trong đó : D : phụ thuộc tải trọng lên sàn lớn hay bé ( từ 0,8
÷
1,4)l
: là nhịp ngắn của sàn
1 1
.5,455 120 155
45 35
s
h mm
 
⇒ = ÷ = ÷
 ÷
 
-Chọn
120
s

Lớn nhất
(mm)
Chiều cao tính
tt
h
(mm)
Chiều cao chọn
chon
h
(mm)
Bề rộng chọn
chon
b
(mm)
D1-Chính 8700
725
÷
870
600 400
D2-Phụ 8700
544
÷
725
500 300
D3-Phụ 4555
285
÷
380
300 200
D4-Chính 2400

 Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo công thức:
A
0
=
b
t
R
Nk .
Trong đó:
-R
b
: cường độ chịu nén của bêtông. Với bêtông có cấp bền nén
B20 thì R
b
= 1150(T/m
2
)
-k
t
: hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng
cốt thép, độ mảnh của cột. (
t
k =
1,2
÷
1,5)
+Với cột biên ta lấy k
t
= 1,3.
+Với cột trong nhà ta lấy k

Cột C1
Tầng
Fs Tải trọng q N k A tính b h A chọn
(m2) (T/m2) (T) (m2) (m) (m) (m2)
7÷10 45,09 0,9 162,324 1,2 0,134 0,4 0,4 0,16
4÷6 45,09 0,9 284,067 1,2 0,235 0,5 0,5 0,25
1÷3 45,09 0,9 405,61 1,2 0,336 0,6 0,6 0,36

Cột C2
Tầng
Fs Tải trọng q N k A tính b h A chọn
(m2) (T/m2) (T) (m2) (m) (m) (m2)
7÷10 8 0,9 28,8 1,5 0,03 0,25 0,4 0,1
4÷6 8 0,9 50,4 1,5 0.052 0,25 0,4 0,1
1÷3 8 0,9 72 1,5 0.074 0,25 0,4 0,1

Cột C3
Tầng
Fs Tải trọng q N k A tính b h A chọn
(m2) (T/m2) (T) (m2) (m) (m) (m2)
7÷10 10 0,8 32 1,2 0,026 0,25 0,25 0,0625
4÷6 10 0,8 56 1,2 0,047 0,25 0,25 0,0625
1÷3 10 0,8 80 1,2 0,066 0,25 0,25 0,0625

Cột C4
Tầng
Fs Tải trọng q N k A tính b h A chọn
(m2) (T/m2) (T) (m2) (m) (m) (m2)
7÷10 26,82 0,9 96,552 1,2 0,08 0,4 0,4 0,16
4÷6 26,82 0,9 168,966 1,2 0,14 0,4 0,4 0,16

≥


⇒

≥ = =



Chọn
250
vach
b =
mm
IV. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN KHUNG:
1) Nhịp tính toán của dầm
Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách các trụ cột ( trụ cột được
lấy là trụ cột của tầng 7, 8, 9 , 10 )
+Nhịp tính toán của dầm AB :
0,4 0,4
4 0,11 0,11 4
2 2 2 2 2 2
cB cA
AB
h ht t
l AB m= + − + − = + − + − =

+Nhịp tính toán của dầm BC :
8,4 0,11.2 0,2.2 8,22
2 2 2 2

− −
= + − = + − =

+Nhịp tính toán của dầm 2-3 :
2 3 2 3
8l B m
− −
= =
+Nhịp tính toán của dầm 3-4 :
3 4 3 4
8,7l B m
− −
= =
+Nhịp tính toán của dầm 4-5 :
4 5 4 5
8l B m
− −
= =
+Nhịp tính toán của dầm 5-6 :
5 6 5 6
8 0,11 0,2 7,91
2 2
c
h
t
l B m
− −
= + − = + − =
2) Chiều cao cột :
-Chiều cao cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm .

gA
h m=

V. XÁC ĐINH TẢI TRỌNG:
Tải trọng gồm có các loại tải trọng sau
-Tải trọng thẳng đứng : Trọng lượng bản thân và hoạt tải sử
dụng.
-Tải trọng nằm ngang : Tải trọng gió
Tải trọng được xác định bằng quy chuẩn hiện hành của Việt Nam
- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động
- TCXD 229:1999 Chỉ dẫn tính toán thành phần gió theo TCVN
2737:1995
1) Tải trọng thẳng đứng tác động lên công trình:
a) Tải trọng bản thân:
Tải trọng bản thân của các cấu kiện dầm , cột , sàn , vách được
chương trình etabs tự tính . Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,1
b) Tải trọng các lớp hoàn thiện : ( Tĩnh tải hòan thiện )
Trọng lượng này được bổ sung thành tải trọng phân bố đều trên các
mặt các phần tử shell theo phương tác dụng
 Trọng lượng hoàn thiện của các ô sàn phòng ngủ ,sàn hành lang
( sàn S1 )
STT Lớp vật liệu
γ

δ

g
tc
Hệ sỗ
vượt

1 Gạch Ceramic dày 1,5cm 22 0,015 0,33 1,1 0,363
2 Vữa lót dày 1,5 cm 18 0,02 0,36 1,3 0,468
3 Vữa trát trần dày 1,5 cm 18 0,015 0,27 1,3 0,351
Tổng 0,96 1,182
 Trọng lượng hoàn thiện của các ô sàn vệ sinh ( sàn S3 )
STT Lớp vật liệu
γ
δ
g
tc
Hệ số
vượt
tải
g
tt
kN/m
3
m kN/m
2
N kN/m
2
1 Gạch Ceramic dày 1,5cm 22 0,015 0,33 1,1 0,363
2 Vữa lót dày 1,5 cm 18 0,02 0,36 1,3 0,468
Tổng 0,69 0,831
 Trọng lượng hoàn thiện của các ô sàn Tầng mái ( sàn M1 )
STT Lớp vật liệu
γ
δ
g
tc

Hệ số
vượt
tải
Tải trọng tính
toán(kN/m
2
)
Đá mài dày
1cm 0,01.20=0,2 1,2 0,24
Vữa lót dày
2cm 0,02.18=0,36 1,3 0,468
Bậc xây
gạch thẻ
0,5.0,25.0,175.13.18/3,6=1,42
2 1,1 1,564
Vữa lót dày
2cm 0,02.18=0,36 1,3 0,468
Vữa trát
trần dày
2cm 0,02.18=0,36 1,3 0,468
Tổng cộng 3,208
 Tải trọng hoàn thiện của bản chiếu nghỉ
Bảng xác định tải trọng của bản chiếu nghỉ
Lớp vật
liệu
Tải trọng tiêu
chuẩn(kN/m
2
)
Hệ số

t là chiều dày tường
γ
là trọng lượng riêng của tường
k là hệ số vượt tải
Kết quả tính được cho trong bảng sau tính như sau
Loại
tường
Loại chiều
cao dầm
chịu
Chiều cao
tường
(m)
Trọng
lượng
riêng
tường
(kN/m
3
)
k Tải phân
bố đều lên
dầm
kN/m
220 600 2,7 18 1,3 13,9
500 2,8 18 1,3 14,414
400 2,9 18 1,3 14,929
300 3 18 1,3 15,444
110 600 2,7 18 1,3 6,95
500 2,8 18 1,3 7,207

c
S
là diện tích cửa ( Nhịp đang xét )
Ta cũng có thể lấy tải phân bố đều trên dầm khi có cửa bằng 0,7
tải phân bố đều khi không có của ( theo kiến trúc )
Kết quả tính được đưa vào bảng sau :
Loại
tường
Loại
chiều
cao
Dầm
Tải phân
bố dều
trên dầm
KN/m
Loại
tường
Loại
dầm
Tải phân
bố dều
trên dầm
kN/m
Tường
dày 220
600 9,73 Tường
dày 110
600 4,865
500 10,09 500 5,045

2
)
Hệ số
vượt
tải
Tải trọng tính
toán(kN/m
2
)
Vữa lót
chống thấm
dày 2cm 0,02.18=0,36 1,3 0,468
Vữa trát
trần dày
2cm 0,02.18=0,36 1,3 0,468
Tổng cộng 0,936
 Hoạt tải seno :
Gồm hoạt tải sữa chữa = 1,3.75=97,5 daN/m
2
=0,975kN/m
2
Hoạt tải do nước = 0,2.1000 = 200 daN/m
2
= 2 kN/m
2
( 0,2 là
chiều cao đặt ống thoát nước)
 Như vậy tổng hoạt tải là : 2,975 kN/m
2


Cầu thang 3 1,2 3,6
Mái 0,75 1,2 0,9
Hệ số giảm hoạt tải theo các ô sàn:
số ô diện tích A1 hệ số
m2 m2 giảm tải
1 16 9 0,85
2 8 9 1
3 12 9 0,92
4 33 9 0,713
5 15,4 9 0,859
6 13,4 9 0,892
7 26,7 9 0,748
8 5,76 9 1
9 12 9 0,92
10 24,4 9 0,764
11 29,4 9 0,732
12 12,24 9 0,914
13 14,6 9 0,871
14 8 9 1SƠ ĐỒ HỆ SỐ GIẢM TẢI
2) Tải trọng nằm ngang :
a) Tải gió :
-Vì ta tính toán theo sơ đồ không gian nên tải gió tính theo sơ đồ kẹp
dầm
-Tải gió được xác định như sau :
+Áp lực gió tiêu chuẩn:

W W . .

h là chiều cao tầng
1
2
i i
h h
h
+
+
=

i
P
là tải phân bố đều trên dầm biên theo phương ngang
Giá trị áp lực gió tính toán được ghi ở bảng sau :
Tầng Z
(m)
k Chiều
cao
H
(m)
W
day
2
/kN m
W
hut
2
/kN m
day
P

1 1
. . .W . . .W . .
2 2
gio o
P n F n F k c= =

Trong đó
2
W 95 /
o
daN m
=

c = 0,8 ở mặt đón gió , c = 0,6 ở mặt khuất gió
n = 1,2 hệ số vượt tải
F là diện tích mà ảnh hưởng của gió khiquy về lực tập
trung
1
k
= 0,66 ( với độ cao 2,475 m)
Kết quả tính được cho trong bảng sau :
Cột F
2
( )m

1
k
,gio day
P
kN

13,356 0,66 4,02 3,01
VI. XUẤT NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC ( Khung K4 )
1) Tên các Cấu kiện trong khung:
story 1
story 2
story 3
story 4
story 5
story 6
story 7
story 8
story 9
story 10
tum mai
d-1 :400.600
D-
2 :400.400
D-
3 :400.600
D-4 :400.600
D-
7 :400.600
D-
10 :400.600
D-
13 :400.600
D-
16 :400.600
D-19 :400.600
D-22 :400.600

b-1 :600x600
c-1 :600x600
E-1: 600x600
F-1: 600x600 F-2: 600x600
E-2: 600x600
c-2 :600x600
b-2 :600x600 b-3 :600x600
c-3 :600x600
E-3: 600x600
F-3: 600x600
b-4: 500x500
c-4: 500x500
E-4 :500
x500
F-4 :500
x500
b-5: 500x500
c-5: 500x500
E-5 :500
x500
F-5 :500
x500
F-6 :500
x500
E-6 :500
x500
c-6: 500x500
b-6: 500x500 b-7 :400
x400
c-7 :400

x250
F-11: 250
x250
2) Tổ hợp nội lực Cột và Dầm
BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT
Tần
g
Tê
n
cột
Tiết
diệ
n
Nộ
i
lực
Tĩnh
tải
Hoạt
tải
Gió phương X Gió phương Y Tổ hợp cơ bản I Tổ hợp cơ bản II
+X -X +Y -Y
My
max
My
min
Mx
max
Mx
min

My
tư
N
max
N
tư,
Mx
tư
N
tư,
Mx
tư
N
tư,
My
tư
N
tư,
My
tư
N
max
1 2 3 4 5 6 7 8 9 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
T
Ầ
N
G
1
B-1
I-I

-
5416,7
-
873,87
15,67 -15,73 174,24 -174,24 -5401,010 -5432,410 -6290,550 -6290,550
-
6189,060
-6359,979
-
6359,97
9
C-1
I-I
4,7 4,6 4,8 4,9 4,5 4,7 4,5,6 4,5,8 4,9 4,5,9
My -5,747 -2,553
-
62,201
62,112 -7,968 7,958 56,365 -67,948 -13,715 2,211 -8,300 -64,026 -15,216 -0,882
Mx 55,81 8,734 14,119 -14,192 85,538 -85,486 41,618 69,929 141,348 -29,676 64,544 76,378 140,655 -13,267
N
-
4740,6
-
1023,7
-24,21 23,65 209,6 -209,57 -4716,970 -4764,830 -4531,020 -4950,190 -5764,320 -5683,739 -5473,310
-
5850,56
3
Qy 32,62 5,08 4,48 -4,51 24,2 -24,19 28,110 37,100 56,820 8,430 37,700 41,224 58,972 15,421
Qx -2,27 -1,06 -18,06 18,05 -2,4 2,4 15,780 -20,330 -4,670 0,130 -3,330 -19,478 -5,384 -1,064

-8,898 11,903 -11,992 87,358 -87,335 -45,243 -21,348 54,107 -120,586 -42,149 -52,052 -119,861 -30,547
N
-
3873,6
-
998,14
-
163,27
161,45 14,73 -14,72 -3712,100 -4036,820 -3858,820 -3888,270 -4871,690
-
4626,571

-
4785,124
-
4918,81
9
Qy -20,14 -5,34 3,15 -3,19 25,29 -25,28 -23,330 -16,990 5,150 -45,420 -25,480 -27,817 -47,698 -22,111
Qx 14,29 1,42 -16,99 16,97 1,12 -1,13 31,260 -2,700 15,410 13,160 15,710 30,841 14,551 0,277
II-II
4,7 4,9 4,5 4,5,7 4,59 4,5,6
My
-
42,207
-4,663 20,055 -20,056 -4,47 4,477 -62,263 -37,730 -46,870 -64,454 -42,374 -28,354
Mx 58,391 15,413 -2,443 2,504 -27,713 27,697 60,895 86,088 73,804 74,516 97,190 70,064
N
-
3828,5
-

II-II
4,5 4,5 4,5 4,5,8 4,5,8 4,5,8
My
-
22,456
-6,732 3,765 -3,829 -5,425 5,43 -29,188 -29,188 -29,188 -33,397 -33,397 -33,397
Mx
-
61,753
-
12,477
-5,196 5,204 -6,514 6,46 -74,230 -74,230 -74,230 -78,845 -78,845 -78,845
N
-
4322,3
-
737,99
-94,09 93,14 -362,32 362,47 -5060,290 -5060,290 -5060,290 -5312,579
-
5312,579
-
5312,57
9
2 B-2 I-I
4,7 4,6 4,9 4,5 4,7 4,5,6 4,5,9 4,5,9
My - -7,267 - 62,58 -5,022 5,017 39,367 -86,065 -18,196 -30,480 -86,320 -25,238 -25,238