Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
I ) XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM:
1.1.ChiỊu cao dÇm h
Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ
võng, thông thường với dầm bê tông cốt thép khi chiều cao đã thõa mãn
điều kiện cường độ thì cũng đã đạt yêu cầu về độ võng .
Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của nhòp,
chọn theo công thức kinh nghiệm:
Lh ×






÷=
20
1
8
1
h =(0.7 ÷ 1.75)m
Chiều cao nhỏ nhất theo quy đònh của quy trình:
h
min
= 0.07
×
8 = 0.56 (m) trên cơ sở đó sơ bộ chọn chiều cao dầm: h =
800(mm)
1.2.BỊ réng s ên dÇm b
w

Vậy sau khi chọn sơ bộ kích thước mặt cắt dầm ta có bảng số liệu sau:
Chiều cao 08 m
Bề rộng sườn dầm 0.18 m
Chiều dày bản cánh 0.18 m
Chiều rộng bản cánh 1.7 m
Chiều rộng bầu dầm 0.30 m
Chiều cao bầu dầm 0.18 m
Chiều cao phần vác cánh 0.1 m
Chiều cao phần vác bầu 0.06 m
Mặt cắt ngang dầm:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
800
300
60
180
1.6.TÝnh s¬ bé träng l ỵng b¶n th©n cđa dÇm trªn 1 (m) dµi
Diện tích mặt cắt dầm.
A = 0.4528 (m
2
)
Trọng lượng bản thân dầm.
• W
dc
=A
×
 =0.4528
×
24 = 10.8672 (KN/m)

2
1
50
2
1010
cms
=
×
=
Chiều dày cánh qui đổi:

Diện tích tam giác tại chỗ vác bầu dầm:
( )
cms 18
2
66
2
=
×
=
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
( )
2
452800)180180800(18060601803001001001801700 mmA
=−−×+×+×+×+×=
mmcm
bb
S
hh
w

[ ]
{ }
w
LLLL
mg
ww
M
ML
M
dwdc
IMkM ×+×××+×+×+×= 175.175.15.125.1
η
Trong đó:
LL
L
: Tải trọng làn rải đều (9.3KN/M).

=
LL
dem
M
tan
46.75 KN:Hoạt tải tương đương của xe hai trục thiết kế ứng với
đường ảnh hưởng M tại mặt cắt giữa nhòp (KN/m).
=
LL
tnick
M
36.25 KN : Hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế ứng với
đường ảnh hưởng M tại mặt cắt t giữa nhòp (KN/m).

).
K = 1: Hệ số của HL-93.
Thay số:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
mmcm
x
bb
S
hh
w
qd
21021
1830
182
18
2
1
2
11
==
−
+=
−
×
+=
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
M = 688.465 (KNm)
Bố trí cốt thép
Giả sử chiều cao hữu hiệu của dầm:

= 180
mm
Vậy trục trung hòa đi qua cánh
Diện tích cốt thép chòu kéo cần thiết

Các phương án để lựa chọn :
φ
Diện tích 1 thanh
(mm
2
)
Số lượng thanh Tổng diện tích
(mm
2
)
16 199 14 2786
29 284 10 2840
22 387 8 3096
Chọn 14#16
Bố trí cốt thép như hình vẽ
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương






××××
×
−−=

f
cfba
A
y
s
=
×××
=
×××
=
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
180 60
606060
60
60
40
40
300
100
40
- Duyệt mặt cắt dầm
Giả sử trục trung hòa đi qua cánh
Khỏang cách từ thou chòu kéo ngòaicùng tới trọng tâm cốt thép

d
s
= 800 – 117.143 = 682.857 mm
Chiều cao khối ứng suất chữ nhật
Chiều cao vùng bê tông chòu nén

r
3
1093.706
2
316.23
857.682351700136.2385.09.0
×=






−×××××=
M
r
= 706.93 KNm
M
u
=688.465 < M
r
= 706.93 KNm
- Kiểm tra lượng cốt thép đã dùng
+ Lượng cốt thép tối đa

+ Hàm lượng cốt thép tối thiểu
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
mm
F
yF

.
1
<=
×
==
ds
a
ds
c
β
3
min
105.2
420
35
03.0
'
03.0
−
×=×==
y
c
f
f
ρ
3
10153.6
452800
2786
−

xl
k
Q
×
−
=
2
2
1
ω

( )
l
xxl
kk
Q
×
−−
=
2
22
ω
Các công thức tính toán giá trò mômen , lực cắt tại mặt cắt thứ i theo
trạng thái giới hạn cường độ :
Các công thức tính toán giá trò mômen , lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng
thái giới hạn sử dụng :
( ) ( )( ){ }
MMLMdwdci
wIMkLLLLmgwwM
×+×××+××+×+××=

)({ ( )
[ ]
}
M
iMLMdwdci
wIMkLLLLmgwwM
×+××+++×=
111
)({ ( )
[ ]
}
iQQLQQdwdci
wIMLLkLLmgwwwQ
×+×××+×+××+×=
175.175.15.125.1
η
)({ ( )
[ ]
}
iQQLQQdwdci
wIMkLLLLmgwwwQ
×+××++×+×=
11
⇒×=>×=
−− 3
min
3
105.210153.6
ρρ
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh

Xi
(m)
α
)(
2
m
M
ω
LL
M
truck
(KN/m) LL
M
tandem
(KN/m) M
cd
(KNm) M
sd
(KNm)
0.8 0.1 2.88 50.42 50.328 260.5872 168.0054
1.6 0.2 5.12 47.82 49.776 459.292 296.2858
2.4 0.3 6.72 44.466 48.95 596.1303 384.8508
3.2 0.4 7.68 40.358 47.85 671.1093 433.7047
4 0.5 8 36.25 46.75 688.4655 445.3958
Biểu đồ bao mô men
Bảng giá trò lực cắt
X(m
)
L
i

0.8 7.2 3.24 3.2 56.532 56.152 294.663
189.690
9
1.6 6.4 2.56 2.4 60.182 62.588 247.232 158.048
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
5 8
2.4 5.6 1.96 1.6 64.484 69.376
199.014
7
125.933
1
3.2 4.8 1.44 0.8 66.596 80.36
155.846
8
96.8549
6
4 4 1 0 72.5 93.5
111.175
9
66.8727
5
Biểu đồ bao lực cắt
Tính tóan trạng thái giới hạn sử dụng
- Kiểm sóat nứt :
Tại một mặt cắt bất kỳ tùy thộc vào giá trò nội lực bê tông có thể bò nứt
hay không. Vì thế để tính tóan kiểm sóat nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt
có bò nứt hay không
Để tính tóan xem mặt cắt có bò nứt hay không người ta coi phân bố ứng

3
1645.583
2
3525.458
2103525.4581801645.583705.70659.1861700
12
59.1861700






−+××+−××+
×
=
g
I
( )
( )
410
2
33
103467.21051645.583210300
12
180300
12
3525.458180
mm×=−××+
×

( )










×
=
y
c
sd
f
Ad
Z
f 6.0;min
3
1
d
c
= 40mm

: chiều cao phần bê tông tính từ thớ chòu kéo ngoài cùng
cho tới tâm thanh gần nhất
A : diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chòu kéo
Z : thông số bề rộng vết nứt , trong điều kiện bình thường Z = 30000







+×××−+××
=
ξ
ξ
ξ
Giải phương trình bật 2 ta tìm được ξ = 13.17 (mm)
Khi đó diện tích phần bê tông bọc cốt thép cần tìm:
dt
a
=30 × 18 + 6
2
+ (30 – 2 × 6)×6 + 20×ζ = 707.706 cm
2
A = dt
a
/14 = 50.55043 (cm
2
)= 505.5043(mm
2
).
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
300



×
⇒






=
c
s
E
E
n

Xác đònh vò trí trục trung hòa dựa vào phương trình momen tónh với trục
trung hòa bằng không.
⇒
y = 678.327 (mm)
Tính ứng suất trong cốt thép:
( )
a
a
s
I
dyM
nf
1

)(
2
)()
2
()(0
2
1
−××−
−
×−×+






−−×−×=
−××−
−
×−×+−−×−×==
y
y
yy
dyAn
yh
yhb
h
yhbbhS
sw
f

2
3
mmcmI
dyAn
yhb
h
yhbbh
hbb
I
cr
s
w
f
wf
fw
cr
==
−××+
−×
+






−−×−×+
×−
=
−+

−
−
=
Kiểm tra điều kiện các trục xe đều ở trong nhòp:
x= 1.4675 (m)< L/2 = 4(m)
L – x – 4.3 = 8 – 1.4675 – 4.3 = 2.2325 m > 0
Điều kiện này thõa mãn.
Độ võng do xe tải thiết kế gây ra xác đònh theo công thức:
( )
( ) ( )
( )
EI
xLxLLp
EI
xxLp
y
48
3.443.43
48
43
3
2
1
32
1
−−−−−×
+
−×
=
P

g
rcr
=×=
×
×=×=
3
3
3
102239.7
118.808
811.244
−
×=






=








a
cr








−+×








=
33
1
[ ]
( )
410103
84948004148385855887102239.71103467.2102239.7 mmI
e
=××−+×××=
−
 I = I
e
= 8385855887(mm
4

105333.3
103467.2202.29910384
80093.05.05
−
−
×=
×××
×××
Kết quả tính toán độ võng do 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn thiết
kế:
f
2
= 0.25 × mg × (1+IM) × y+ y
L
= 0.25 × f
1
+ y
L
= 0.25
×
0.5
×
1.25
×
1.7571+0.35333
= 0.62788 (mm)
→f
max
= max(f
1

còn lại(mm
2
)
d
1
(cm) a(cm)
Vò trí trục
trung hòa
Mr
(KNm)
0 14 2786
117.14
3
23.136 Qua cánh 706.9396
1 12 2388 85.714 19.831 Qua cánh 635.81
2 10 1990 62.857 16.526 Qua cánh 548.278
3 8 1592 48.571 13.221 Qua cánh 448.214
4 6 1194 25.714 9.9156 Qua cánh 347.222
Xác đònh điểm cách lý thuyết
Điểm cắt lý thuyết là điểm mà tại đó theo yêu cầu về uốn không cần cốt
thép dài hơn. Để xác đònh điẻm cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ mômen
tính toán M
u
và xác đònh điểm giao biểu đồ
Φ
M
n.
Xác đònh điẻm cắt thực tế
Từ điểm cắt lý thuyết này cần kéo dài về phái mômen nhỏ hơn 1 đoạn là
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương

các hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy đònh của quy trình. Chiều dài
triển khai cốt thép kéo không được nhỏ hơn 300 (mm)
Chiều dài triển khai cốt thép cơ bản l
db
(mm) được sử dụng với cốt thép
dọc sử dụng trong bài là thép số 19
)(552.282
35
42019902.0
02.0
'
mm
f
fA
l
c
yb
db
=
××
=
××
=
Đồng thời l
db

≥
0.06 x d
b
x f

U
CL
=
2786
645.2567
= 0.9216
Với :
A
cl
= 2567.645 (mm
2
): Diện tích cần thiết theo tính toán
A
u
= 2786 (mm
2
): Diện tích thực tế bố trí
⇒
l
d
= 282.552 x1,4 x 0.9216 = 364.56 (mm). Chọn l
d
= 365 (mm)
Cốt thép chòu kéo có thể uốn cong qua thân dầm và kết thúc trong dầm
bê tông chòu nén với chiều dài triển khai l
d
tới mặt cắt thiết kế hoặc có thể
kéo dài liên tục lên mặt đối diện cốt thép.
BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương

V
c
= 0,083
β
f
c
'
d
v
b
v
(N)
( )
)(
sincotcot
N
s
ggdfA
V
vvv
s
ααθ
×+×××
=
Trong đó :
Chiều cao chòu cắt hữu hiệu d
v
, xác đònh bằng khoảng cách cánh tay đòn
của nội ngẫu lực. Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn
thì:

+ b
v
: Bề rộng bản bụng hữu hiệu, lấy bằng bản bụng hữu hiệu nhỏ
nhất trong chiều cao d
v
, vậy b
v
= b
w
=180cm
Từ trên ta thấy d
v
= 671.289 (mm)
+s (mm) : Bước cốt thép đai.
+
β
: Hệ số chỉ khả năng của bêtông bò nứt chéo truyền lực kéo.
+
φ
: Góc nghiêng của ứng xuất nén chéo .
+
φβ
,
: Được xác đònh bằng cách tra đồ thò và tra bảng .
+
α
: Góc nghiêng của cốt thep ngang với trục dọc, bố trí cốt thép đai
vuông góc với trục dầm nên
α
= 90

Quang
M
u
= 218.662 (KNm)
φ
V
n
=
φ
(0,25
f
c
'
b
v
d
v
) = 0,9 × 0,25 × 35 × 180 × 671.289 =
951552.1575 (N)
= 951.552 (KN)
V
u
= 330.459 KN <
φ
V
n
=951.552 (KN)
⇒
Đạt
Tính góc

<==
f
c
ν
+ Giả sử trò số góc θ = 45
0
tính biến dạng cốt thép chòu kéo theo công
thức
d
v
= 671.289 mm
E
s
=2
×
10
5
A
s
=1194 mm (khi kéo về gối cắt 8 thanh còn lại 6 thanh)
ε
χ
= 1.3647 x 10
-3
Tra bảng ta được θ =38.9176
0
. Tính lại ε
x
= 1.3733 x 10
-3

V
s
=V
n
-V
c
=
568.220520986.116648
9.0
10459.303
3
=−
×
N
Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất:
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
3
5
0
6
103647.1
1194102
45cot459.3035.0
289.671
10662.218
.
cot 5,0
−
×=
××

max
×××
=
Α
f
y
= 420 Mpa: giơiù hạn chảy quy đònh với cốt thép đai.
θ = 38.9856
0
: Góc nghiên với ứng suất kéo nén chéo.
d
v
= 671.289 (mm)
V
s
= 220528.568 (N).
A
v
: diện tích cốt thép đai (mm
2
).
Chọn cốt thép đai thanh số 10, đường kính danh đònh d = 9.5 (mm), diện
tích mặt cắt ngang cốt thép đai là:
A
v
=142
Vậy ta tính được
3036.224
568.220528
9856.38cot289.671420142

Mà
⇒=>=
2
min
2
0887.42142 mmmm
AA
vv
thõa mãn.
Kiểm tra khoảng cách tối đa của cốt thép:
Ta có:
( ) ( )
NN
f
V
bd
u
vv
c
3
'
10459.30307.422912
180289.671351.0
1.0
×=>=
×××=
×××
Nên ta kiểm tra theo các điều kiện sau:
S ≤ 0.8 ×d
v

y
s
5014804201194 =×=×
Α
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương
Thiết kế môn học : KCBTCT GVHD: B Thanh
Quang
( )
( )
Ν=
×






×−+
×
×
=
×









×
Μ
>×Α
θ
θφ
gV
V
d
f
s
u
v
u
ys
cot5.0
thoã mãn

VI) Phần bản vẽ
SVTH : Nguyễn Huỳnh Chương