Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 1-

MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
CHƯƠNG I: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (KC BTCT) 4
I.1 Nguyên lý chung 4
I.1.1 Nguyên tắc, khái niệm 4
I.1.2 Quan hệ giữa kiến trúc và kết cấu 4
I.1.3 Tính khả thi của phương án thiết kế 4
I.2 Nguyên tắc thiết kế KCBTCT 4
I.2.1 Các yêu cầu về kinh tế - kỹ thuật 5
I.2.2 Trình tự các bước thiết kế kết cấu BTCT 5
I.2.3 Nguyên tắc cấu tạo kết cấu BTCT 8
I.2.4 Yêu cầu và quy định đối với bản vẽ kết cấu BTCT 9
CHƯƠNG II. KẾT CẤU KHUNG BTCT 12
II.1 Hệ chịu lực của nhà khung BTCT toàn khối 12
II.1.1. Khái niệm chung 12
II.1.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu sàn 16
II.1.3 Bố trí hệ chỊu lực của nhà khung 17
II.1.4 Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện 17
II.1.5 Mặt bằng bố trí hệ kết cấu chịu lực (bản vẽ mặt bằng kc) 18
II.2 Lập sơ đồ tính toán khung 18
II.2.1 Sơ đồ hình học và mô hình kết cấu khung 18
II.2.2 Xác đỊnh tả trọng đơn vị 19
2.2.3 Dồn tải cho hệ khung phẳng 20
II.3 Xác định nội lực và tổ hợp nội lực 23
II.3.1 Nội lực do từng trường hợp tải trọng 23
2.3.2 Tổ hợp nội lực 24
II.4 Tính toán và cấu tạo thép khung 24
II.4.1 Tính toán và bố trí cốt thép dầm 24

IV.3.2. Xác định tải trọng 59
IV.3.3. Sự làm việc của khung ngang 62
IV.3.4. Xác định nội lực và tổ hợp nội lực trong khung 62
a. Xác định nội lực 62
b. Tổ hợp nội lực 65
IV.3.5. Tính toán cốt thép 66
IV.3.6 Tính toán vai cột và kiểm tra một số điều kiện khác 66
a. Tính toán vai cột 66
b. Kiểm tra một số điều kiện khác: 67
IV.4. Các bộ phận khác của kết cấu nhà 68
IV.4.1 Hệ giằng 68
IV.4.2 Dầm cầu trục: 70
IV.5. Khái niệm, cấu tạo kết cấu mái BTCT, các thành phần chính hệ mái 70
IV.5.1. Dầm mái 71

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 3-

a. Cấu tạo : 71
b. Đặc điểm tính toán dầm hai mái dốc : 72
c. Tính toán tiết diện: 72
IV.5.2. Dàn mái 74
a. Cấu tạo chung: 74
b. Tính toán dàn mái: 76
IV.5.3.Vòm mái 76
a. Đặc điểm cấu tạo : 76
b. Nguyên tắc tính toán vòm 77
CHƯƠNG V: MÓNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 80
V.1. Một số vấn đề cơ bản trong thiết kế nền móng 80
V.1.1. Các khái niệm cơ bản 80
V.1.2. Phân loại móng BTCT và phạm vi sử dụng 81

là hồ sơ thiết kế dùng phục vụ cho thi công
Hồ sơ thiết kế bao gồm: Các bản vẽ, thuyết minh tính toán và dự toán công trình
Nguyên lý chung: Thiết kế kết cấu BTCT là thiết kế các bộ phận chịu lực của nhà bao
gồm: Cột, dầm, sàn, vách…
Thiết kế kết cấu phải:
Dựa trên thiết kế kiến trúc: đảm bảo hình khối và không gian của công trình
Dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành của nhà nước về thiết kế công trình
Thiết kế phải có tính khả thi (phải thi công được kết cấu đó)
I.1.2 Quan hệ giữa kiến trúc và kết cấu
Kiến trúc và kết cấu có mối quan hệ mật thiết hữu cơ, không thể tách rời nhau
- Bất kỳ hình khối và không gian kiến trúc nào cũng đều được hình thành từ một hệ kết
cấu nào đó, ví dụ:
+ Các không gian đơn giản thì được tạo nên từ hệ khung, tường, sàn theo lưới cột ô
vuông hoặc chữ nhật;
+ Các không gian lớn, có hình dạng phức tạp được tạo nên từ các hệ kết cấu như dàn,
vòm, vỏ mỏng không gian v.v.
- Phương án kết cấu không những phải đáp ứng tốt yêu cầu chịu lực mà còn phải phù hợp
với hình khối và không gian kiến trúc
Bởi vậy khi thiết kế kiến trúc thì ngay từ khi sơ phác mặt bằng công trình, đã phải nghĩ
đến khả năng chịu tải trọng (gồm các tải trọng đứng, ngang, gió, độngđất v.v.) và các tác động
khác có thể xảy ra như biến thiên nhiệt độ và độ lún lệch. Nói cách khác một phương án kiến trúc
khả thi phải chứa đựng nội dung cơ bản của phương án kết cấu khả thi
I.1.3 Tính khả thi của phương án thiết kế
Một phương án thiết kế được coi là khả thi nếu nó đảm bảo hai yêu cầu:
+ Thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật trong sử dụng hiện tại và lâu dài, thoả mãn các yêu cầu
về bền vững phù hợp với niên hạn sử dụng, thoả mãn các yêu cầu về phòng chống cháy và điều
kiện thiết bị kỹ thuật thi công: có thể thi công được trong điều kiện kỹ thuật cho phép;
+ Giá thành công trình không vượt quá kinh phí đầu tư
Như vậy, khi thiết kế một công trình, căn cứ vào nhiệm vụ thiết kế, cần phải tạo dựng một
số phương án. Thông qua việc so sánh các phương án với nhau về mặt kỹ thuật và kinh tế sẽ chọn

Tuy vậy cũng có những công trình mà tiền thuê máy móc thi công và nhân công chiếm phần lớn,
khi đó việc tiết kiệm chút ít vật liệu không có ý nghĩa so với việc đảm bảo an toàn tuyệt đối cho
kết cấu trong giai đoạn thi công và sử dụng.
Kết cấu phải được thiết kế sao cho tiến độ thi công được bảo đảm. Vì việc đưa công trình
vào sử dụng đúng hạn có ý nghĩ kinh tế - xã hội to lớn không chỉ đối với các công trình công
nghiệp mà cả đối với các công trình dân dụng và quốc phòng.
Do vậy, để đảm bảo chỉ tiêu kinh tế hợp lý cho công trình cần phải gắn liền việc thiết kế
kết cấu với việc thiết kế biện pháp và tổ chức thi công.
I.2.2 Trình tự các bước thiết kế kết cấu BTCT
Thiết kế kết cấu BTCT gồm hai việc chính là: Tính toán, cấu tạo và hình thành bản vẽ.
Bước 1. Chọn phương án kết cấu
Căn cứ không gian và hình khối kiến trúc, điều kiện địa chất, thủy văn, điều kiện thi công
để lập các phương án kết cấu, chọn sơ đồ kết cấu hợp lý, nhằm đạt hiệu quả kinh tế. Lựa chọn vật
liệu sử dụng: Cấp độ bền bê tông, cốt thép,…
Bước 2. Tính toán sơ bộ kích thước tiết diện các cấu kiện chịu lực:
Căn cứ sơ đồ kết cấu, tải trọng, tính gần đúng nội lực tại một số tiết diện từ đó tính toán,
lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện, hoặc dựa vào kinh nghiệm, vào các thiết kế có sẵn để chọn.
Bước 3. Tính toán tải trọng và các tác động: Căn cứ TCVN 2737-95
Việc xác định các loại tải trọng phụ thuộc nhiều vào sơ đồ kết cấu, bao gồm:

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 6-

Tĩnh tải: Là tải trọng có vị trí, điểm đặt, phương chiều không thay đổi trong quá trình sử
dụng được xác định theo yêu cầu cấu tạo và sổ tay kết cấu. Gồm có trọng lượng bản thân kết cấu,
các lớp cấu tạo kiến trúc, tường ngăn cố định… (tác dụng theo phương đứng)
Hoạt tải: Là tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt, trị số, phương chiều tác dụng, có hai
thành phần: Ngắn hạn và dài hạn (tác dụng theo phương ngang và phương đứng)
Tải trọng gió: Tải trọng gió tĩnh và gió động phụ thuộc vào vị trí xây dựng
Tải trọng đặc biệt: Là tải trọng ít khi xảy ra gồm có tải trọng động đất (lực quán tính tác
dụng vào công trình), lún không đều, sự thay đổi nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài kết cấu, tải

ớ
p d
ẻ
o: Huy đ
ộ
ng h
ế
t kh
ả

năng làm
việc của vật liệu: có sự phân phối lại nội lực:
tiết kiệm và tận dụng hợp lý sự làm việc của
vật liệu tuy nhiên góc xoay lớn gây võng nứt
4.1 Xác định nội lực theo sơ đồ đàn hồi:
Giả thiết cơ bản là vật liệu đàn hồi, đồng chất và đẳng hướng, trong khi bê tông cốt thép là
vật liệu đàn hồi dẻo, biến dạng của kết cấu không tỷ lệ bậc nhất với tải trọng, độ cứng của cấu
kiện thay đổi đáng kể khi kích thước tiết diện không thay đổi dọc theo trục của nó…. Mặc dù có
nhiều điều không phù hợp nhưng đây là phương pháp vẫn được sử dụng vì nó thiên về an toàn,
hay sử dụng bảng tính sẵn, công thức sẵn và các chương trình để giải các bài toán tìm ra nội lực
Cách thức: Dùng các phương pháp của lý thuyết đàn hồi, sức bền vật liệu, cơ học kết cấu
để tìm ra trường ứng suất hoặc nội lực trong kết cấu, tìm nội lực của từng trường hợp tải (có nhiều
a
a
b
c
c
c

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 7-

≥2

M
R

b


h
tt
=h
0
+a ≈ h
gt

Nếu mô men quán tính của tiết diện đã kiểm tra nhỏ hơn hoặc bằng 2 lần mômen quán
tính của tiết diện đã chọn sơ bộ thì cho lấy kích thước đã giả thiết để tính toán b
gt
xh
gt
và I
gt
≈2I
tt

Bước 6 . Tính toán, chọn và bố trí cốt thép
Nếu chọn kích thước tiết diện đã hợp lý thì tính toán cốt thép chịu lực, rồi chọn đường
kính, số lượng thanh và bố trí cốt thép. Chú ý kiểm tra hàm lượng cốt thép nằm trong phạm vi cho
phép của tiêu chuẩn qui định.
Bước 7. Kiểm tra, tính toán một số các điều kiện khác

phù hợp với quy định không
I.2.3 Nguyên tắc cấu tạo kết cấu BTCT
Khái quát: Tiết diện, cốt thép và vật liệu là những vấn đề lớn của kết cấu đòi hỏi chính xác
và hợp lý. Những yêu cầu cấu tạo phải thỏa mãn về lực, truyền lực giữa các bộ phận, ổn định, cho
phép hay không cho phép nứt, chống hư hỏng do môi trường phù hợp với thi công và tiết kiệm vật
liệu
Nội dung:
- Chọn hình dạng, kích thước tiết diện ngang của cấu kiện hợp lý, làm tăng khả năng chịu
lực, tiết kiệm vật liệu, đảm bảo mỹ quan cho công trình. Việc lựa chọn cần xuất phát từ điều kiện
thi công thực tế, yêu cầu chống thấm, tác động của môi trường, cần chọn loại bê tông và cốt thép
thích hợp. Kích thước tiết diện còn phải phù hợp với việc định hình hoá ván khuôn.
- Cốt thép phải được bố trí thỏa mãn các yêu cầu về cấu tạo như số lượng, đường kính,
khoảng cách tối thiểu, tối đa;, neo, uốn, nối , nhằm dễ thi công, đảm bảo lực dính, giảm khe nứt.
Bố trí cốt thép cần đảm bảo lớp bảo vệ, khoảng cách các thanh thép: bố trí ở vùng chịu kéo và nên
bố trí theo quỹ đạo ứng suất kéo chính
- Đặt cốt thép cấu tạo để chịu những nội lực xuất hiện do sự sai lệch giữa sơ đồ thực và sơ
đồ tính, những sai lệch giữa dạng tải trọng đưa vào trong tính toán và dạng tải trọng thật, những
tác động bất thường, do chênh lệch nhiệt độ, co ngót, lún lệch, những ứng suất do co ngót của bê
tông, do sự thay đổi nhiệt độ mà trong tính toán không kể đến. Cốt thép cấu tạo còn được đặt vào
những nơi mà ở đó trạng thái ứng suất khá phức tạp, khó khảo sát một cách chắc chắn, chỉ có thể
xử lý bằng kinh nghiệm hay thí nghiệm mô hình.
- Mối nối: Phải đảm bảo các quy định về neo, uốn, nối cốt thép, khoảng cách cốt đai ở khu
vực mối nối. Các chi tiết mối nối được nghiên cứu thận trọng để đảm bảo dễ thi công, dễ đổ bê
tông và do đó dễ đảm bảo chất lượng.
Bố trí khe biến dạng: Gồm khe nhiệt độ và khe lún:
- Bố trí khe nhiệt độ: Chiều dài kết cấu và sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn thì nội lực phát
sinh càng lớn (kết cấu siêu tĩnh). Khoảng cách khe nhiệt độ tùy thuộc vào độ cứng của ngôi nhà
và mức độ tiếp xúc của ngôi nhà với khí quyển, khe bố trí từ mặt móng trở lên, bề rộng từ 2 -
3cm.
- Khe lún: Do nền đất không đồng nhất, do nhà lệch tầng, do tải trọng phân bố không đều

trí cốt thép) gồm:
+ Hình chiếu đứng - Đối với khung, dầm, cột tường BTCT…;
+ Mặt bằng bố trí cốt thép - Đối với bản, dầm cong…;
+ Các mặt cắt;
+ Các chi tiết: Nút giao nhau của nhiều cấu kiện, các chi tiết đặt sẵn, chiều dày lớp BT
bảo vệ…;
+ Bảng thống kê cốt thép;
+ Ghi chú: Nêu những điều cần thiết không thể hiện được bằng hình vẽ như mác BT;
nhóm thép; loại que hàn (nếu nối hàn); biện pháp bảo vệ kết cấu chống lại sự xâm thực của môi
trường (nếu cần).
a) c) d)
L/5 3L/5 L/5
L
b)
1 1
3 4
2

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 10-

Đối với các kết cấu lắp ghép cần ghi rõ thời gian xuất xưởng; kích thước nhỏ nhất của
gối kê ; vị trí điểm kê, móc cẩu ; trình tự lắp ghép… ;
+ Khung tên.
(Đối với các kết cấu nhỏ, có thể ghép chung phần tổng thể với phần chi tiết trong một bản
vẽ).
Yêu cầu: Chính xác, rõ ràng, đầy đủ, thống nhất, cân đối và đúng quy cách
Nguyên tắc chung: Coi bê tông là vật liệu trong suốt, thể hiện đường bao và cốt thép trong
cấu kiện
* Quy định khác:
Ở nút giao nhau của nhiều cấu kiện, chỉ vẽ những cốt thép ở trong cấu kiện đang thể hiện,
1 - 1
1
1
2
2
3
3
1
1
2
2
2 - 2 3 - 3
Líp b¶o vÖ
1 - 1
1 1

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 11-

Câu hỏi ôn tậpchương 1
Câu 1: Phân biệt khe lún và khe co giãn (khe nhiệt độ)
Câu 2: Tác dụng của cốt thép cấu tạo
Câu 3: Nêu trình tự các bước thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

Bài gi
ả
ng: K
ế
t c
ấ
u nhà BTCT_B
ộ

môn

XDDD&CN_ĐHTL

-

12
-



Khung bê tông cốt thép nhà một tầng, một nhịp.
Khung bê tông cốt thép nhà một tầng, nhiều nhịp.
Khung bê tông cốt thép nhà một nhịp, nhiều tầng.
Khung bê tông cốt thép nhà nhiều nhịp, nhiều tầng. Hình 2.3. Phân loại khung BTCT
- Theo phương pháp thi công:
Khung bê tông cốt thép thi công toàn khối: dùng phổ biến trong nhà dân dụng,
Ưu điểm: Độ cứng toàn khung lớn, dễ chế tạo nút cứng, chịu tải trọng động tốt.
Nhược điểm: Thi công phức tạp, khó cơ giới hóa, chịu ảnh hưởng thời tiết, thi công chậm
Khung bê tông cốt thép thi công lắp ghép từ các cấu kiện dầm, cột: thi công nhanh,
nhưng độ cứng toàn khung kém, tốn thép.
Ưu điểm: Các cấu kiện được chế tạo tại phân xưởng nên dễ kiểm tra chất lượng, thi công
nhanh, dễ cơ giới hóa, ít cần cốp pha cây chống
Nhược điểm: Độ cứng của kết cấu không lớn, thực hiện các mối nối phức tạp, nhất là các
nút cứng

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 14- Hình 2.4. Khung toàn khối và khung lắp ghép
Đối với nhà cao tầng, cột nên đặt cốt cứng và dùng bê tông mác cao để giảm bớt tiết diện,
tăng thêm diện tích sử dụng. Nên dùng bê tông cốt liệu nhẹ để giảm tải trọng tĩnh cho cột và
móng.
Hệ khung dùng trong kết cấu nhà cửa là hệ khung không gian nhưng có thể xem nó được
tạo nên từ hệ khung phẳng nối với nhau hoặc đan chéo nhau. Tuỳ trường hợp cụ thể mà phải tính
toán khung như khung phẳng hoặc bắt buộc phải tính như một hệ khung không gian. Ví dụ như
đối với ngôi nhà khá dài, khung được đặt theo phương ngang nhà, chúng phải được nối lại với

ng: K
ế
t c
ấ
u nhà BTCT_B
ộ

m
ôn

XDDD&CN_ĐHTL

-

15
-a) b)
Hình 2.5. Sơ đồ tính khung một tầng một nhịp
Ở sơ đồ b, các nút A, B là liên kết khớp. Độ cứng của khung giảm nhiều, biến dạng do
mômen sinh ra lớn do momen phân bố không đều. Bộ phận xà ngang trực tiếp chịu tải trọng mà
mômen không phân phối sang cột dẫn đến thanh chịu lực không hợp lý.
Để đảm bảo độ võng của hai dầm ở hai sơ đồ là giống nhau thì chiều cao của dầm ở sơ đồ
b phải lớn hơn.
Như vậy ta nên tạo nút cứng. Với khung đổ toàn khối thường là nút cứng, khung lắp ghép
nút cứng hoặc khớp. Khung nhà nhiều tầng thường là nút cứng trong trường hợp khung chịu cả tải
trọng đứng và ngang lớn.
Những sơ đồ cơ bản.
Khung bê tông cốt thép được sử dụng rất rộng dãi cho nhà một tầng và cao tầng, một nhịp

ế
t c
ấ
u nhà BTCT_B
ộ

môn

XDDD&CN_ĐHTL

-

16
-

Sơ đồ a) trên hình 2.5, trong xà ngang chủ yếu xuất hiện mômen uốn và lực cắt, lực nén
dọc trục không đáng kể.
Ở sơ đồ b) và đặc biệt là ở sơ đồ c) xà ngang làm việc như cấu kiện chịu nén lệch tâm do
sự xuất hiện của lực nén đáng kể. Lực nén đó làm giảm ứng suất kéo ở thớ dưới của dầm, vì vậy
khi có cùng một điều kiện tải trọng thì sơ đồ b) và c) có nhịp lớn hơn sơ đồ a)
Người ta dùng sơ đồ a) cho nhịp dưới 15m, sơ đồ b) cho nhịp từ 15 đến 18m, và sơ đồ c
cho nhịp trên 18m đối với kết cấu bê tông cốt thép thông thường. Còn đối với kết cấu sử dụng bê
tông cốt thép ứng lực trước thì dùng sơ đồ a hoặc b có thể đạt tới nhịp 30 đến 50m và lớn hơn.
Ở sơ đồ d) trên hình 2.5, cột khung được liên kết khớp với móng. Như thế cột và xà ngang
sẽ nặng nề hơn nhưng móng sẽ làm việc nhẹ hơn (M=0), giảm được bậc siêu tĩnh do đó ứng suất
phụ thêm sẽ nhỏ hơn và việc bố trí cốt thép ứng lực trước trong cột sẽ
đơn giản hơn.
Đối với nhà nhiều tầng dùng khung bê tông cốt thép chịu cả tải
trọng ngang và tải trọng đứng thì nút khung thường là nút cứng, cột
liên kết cứng (ngàm) với móng như trên Hình 2. 6

đổ liền khối ngàm với
móng

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 17-

Sàn 3D, sàn bubble deck… là các giải pháp sàn nhẹ hiện đang được thi công ở một số
công trình cao tầng tại Việt Nam
Chọn chiều dày sàn:
h=
D
m
L

≥h


Trong đó:
Loại sàn h
min
(cm)
Mái
4
Sàn nhà dân dụng
5

Sàn nhà công nghiệp
6

D=0,8÷1,4 phụ thuộc vào tải trọng
M=30÷35 với bản loại dầm; 40÷45 với bản kê bốn cạnh



÷



Hoặc theo công thức:
ℎ= 2






Trong đó: M
0
: mô men lớn nhất trong dầm đơn giản với tải trọng xác định gần đúng theo
phạm vi truyền tải

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 18-

k: Hệ số điều chỉnh mô men do chưa kể đến sự làm việc siêu tĩnh của sơ đồ kết cấu, sự
tăng mô men do tải trọng ngang k=0,6÷1,2. Với nhà hệ thuần khung dầm tầng dưới mô men do
gió gây ra lớn nên chọn hệ số k lớn
Bề rộng dầm lấy b=(0,3÷0,5)h và không nhỏ hơn 200mm
Tiết diện cột:
Diện tích tiết diện cột:
= 



tạo thép cho hệ phụ.
Nếu các nhịp của khung chênh lệch nhau không quá 10% thì coi như bằng nhau và lấy
theo trị trung bình (đều nhịp).
Nếu xà nghiêng có độ dốc < 1/8 thì có thể coi như ngang xà thẳng.
Cho phép dịch chuyển các tải trọng trong khoảng 1/20 nhịp để đưa về dạng tải trọng đối
xứng hoặc phản xứng.

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 19-

Nếu trong một xà có từ 5 tải trọng tập trung trở lên (cách đều và trị số như nhau) thì có thể
qui đổi thành phân bố đều.
Nếu khung có nhiều nhịp bằng nhau và tải trọng giống nhau thì có thể tính với khung 3
nhịp, nội lực các nhịp giữa lấy như nhau.
Là sự mô phỏng sơ đồ hình học và tính chất cơ học của vật liệu bằng sơ đồ kết cấu cùng
với các tải trọng làm việc, sự mô phỏng này càng gần với sự làm việc của sơ đồ thực thì kết quả
nội lực thu được càng chính xác
Sơ đồ kết cấu = Sơ đồ hình học + tính chất cơ học vật liệu+ Tải trọng
Bản chất hệ kết cấu công trình là hệ chịu lực không gian bao gồm hệ cột và dầm theo hai
phương cùng với sàn để chịu các tải trọng và tác động lên công trình. Việc mô hình hóa kết cấu
không gian tĩnh toán nội lực và biến dạng này được thực hiện trên máy tính sử dụng các chương
trình tính như SAP, ETABS
Trong hệ kết cấu thuần khung, khi các khung ngang bố trí đều đặn, thì có thể tách khung
ngang thành khung phẳng để tính toán độc lập. Khi đó ta chấp nhận các giả thiết sau:
Tải trọng đứng gây chuyển vị ngang nhỏ nên sự cùng làm việc của các khung không đáng
kể, có thể tách ra để tính khung độc lập
Tải gió theo phương ngang nhà gây áp lực tĩnh, phân bố đều theo chiều dọc nhà và giống
nhau về quy luật phân bố theo phương đứng. Nếu bỏ qua ảnh hưởng của khung biên thì có thể coi
chuyển vị của các khung là giống nhau, có thể tách thành khung độc lập chịu tải trọng gió theo
diện chịu tải gió của khung
Số lượng khung theo phương dọc là khá lớn, nên khung dọc là khá cứng, nên mô men do

Đơn v
ị

Tr
ọ
ng
lượng riêng
H
ệ

s
ố

n

Bê tông cốt thép daN/m3 2500 1,1
Kh
ố
i xây g
ạ
ch đ
ặ
c

-

1800

1,1



xây d
ự
ng

-

800

1,1

Cửa kính khung gỗ daN/m2 25 1,1
Mái ngói - 60 1,3
Mái tôn xà g
ồ

thép hình

-

20

1,05

Mái fibro xi măng - 30 1,1
1. Tĩnh tải:
- Xác định cấu tạo kiến trúc, kết cấu của cấu tạo đó
- Xác định chức năng sử dụng của cấu kiện đó (loại sàn sử dụng, tường cố định hay thay
đổi…
- Lập bảng để tính tải trọng đơn vị và đưa vào thuyết minh

Phương pháp tính toán hay dùng hiện này là mô hình hóa hệ khung không gian sử dụng
các phần mềm tính toán kết cấu chuyên dụng
Ưu điểm:

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 21-

Thể hiện sự ưu việt đối với những công trình có mặt bằng phức tạp, sơ đồ kết cấu hỗn hợp
hệ khung vách lõi, hộp, nhà nhiều tầng …
Kết quả đầu ra có độ tin cậy cao hơn do sử dụng chương trình máy tính
Nhược điểm:
Cần kiểm soát được số liệu đầu vào và cách làm cũng như quan niệm chính xác thì kết quả
mới đáng tin cậy
Người kỹ sư lệ thuộc nhiều vào máy tính, bị động, thiếu khả năng phân tích kết cấu
Trường hợp nếu hệ kết cấu bố trí đơn giản thì có thể đưa về tính toán hệ khung phẳng độc
lập. Khi đó để tính nội lực khung cần thêm các bước tính toán tải trọng tác dụng vào khung của
từng trường hợp tải (dồn tải)
1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TĨNH TÁC DỤNG VÀO KHUNG
Tải phân bố
Tải trọng từ sàn truyền vào dầm khung:
Nếu sàn là panel lắp ghép, làm việc theo một phương:
g
k1
=g
s
(L
t
+L
p
)/2
g

b, h kích thước tiết diện dầm
n=1,1 hệ số độ tin cậy
Tải tường ngăn xây trên dầm khung
Có hai loại tải trọng tường: Tải vách ngăn là phân bố
Hoặc tải tường 110 hoặc 220… xây trực tiếp trên dầm: coi là tải trọng phân bố trên m dài
dầm
Tính chất:
Tường có thể là cố định trong suốt thời gian sử dụng: Tĩnh tải,
Tường có thể thay đổi trong quá trình sử dụng do thay đổi công năng, bố trí kiến trúc: coi
là hoạt tải dài hạn (phức tạp trong tính toán nội lực, tổ hợp nội lực).
Thực tế thường coi tường là trường hợp tĩnh tải

Bài gi
ả
ng: K
ế
t c
ấ
u nhà BTCT_B
ộ

môn

XDDD&CN_ĐHTL

-

22
-


S
t
: Diện tích toàn bộ tường xây trong phạm vi một ô bản có diện
tích S
b

Tải tập trung:
Tải tập trung truyền lên khung ngang qua hệ thống dầm dọc và dầm phụ bao gồm các loại
tải sau:
Trọng lượng bản thân dầm dọc hoặc dầm phụ
Trọng lượng tường xây trên dầm dọc
Tải trọng tập trung do sàn truyền vào
Trọng lượng cột
Cách xác định: tương tự như cách xác định tải phân bố sau đó quy vào lực tập trung tác
dụng vào nút khung
Lập sơ đồ tác dụng của tĩnh tải cho khung
Bỏ qua các mô men lệch tâm ở tầng tại các nút biên do trục dầm lệch với trục cột
2 XÁC ĐỊNH HOẠT TẢI ĐỨNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG
3 42
Lt
Lp
L2L1
gt
ght
gtg
GA
GB
GC
g1
g2

Chạy trương trình để tìm ra nội lực trong các phần tử cho các trường hợp trên
Vẽ các sơ đồ: Sơ đồ hình học, sơ đồ phần tử, sơ đồ tải trọng, in các số liệu đầu vào, đầu ra
và các biểu đồ nội lực tương ứng cho từng cấu kiện
Kiểm tra số liệu đầu vào và kết quả đầu ra cuối cùng
Một số phương pháp để kiểm soát số liệu và kết quả từ chương trình: chủ yếu dựa vào
kinh nghiệm, tính toán sơ bộ để phán đoán sự hợp lý của kết quả cuối cùng:
HT1 HT2

Bài giảng: Kết cấu nhà BTCT_Bộ môn XDDD&CN_ĐHTL - 24-

Kiểm tra dạng hợp lý của biểu đồ nội lực trong từng nhịp và sự biến đổi của nó theo các
tầng
Kiểm tra lực dọc trong cột do một loại tải trọng gây ra bằng cách tính sơ bộ từ các lực tập
trung và phản lực dầm đơn giản các dầm tầng
Có thể kiểm tra sự cân bằng lực ngang do gió với lực cắt trong cột
2.3.2 Tổ hợp nội lực
Tìm ra được nội lực nguy hiểm tại một số tiết diện dưới tác dụng của nhiều loại tải trọng.
Các loại tổ hợp:
Tổ hợp cơ bản 1: Nội lực do tĩnh tải và nội lực do một hoạt tải gây ra
Tổ hợp cơ bản 2: Nội lực do tĩnh tải công với nội lực do các hoạt tải gây ra, trogn đó nội
lực của các hoạt tải nhân với hệ số 0,9
Tổ hợp đặc biệt:
Tiết diện để tổ hợp:
Cột: Chân cột và đầu cột cho một đoạn cột thuộc 1 tầng gồm: Các cặp nội lực gồm: M
max
,
N
tư
; M
min

Theo chiều cao nhà thường có các tầng giống nhau, tải trọng đứng giống nhau cả về trị số
và vị trí, nếu nội lực do gió ít thay đổi thì giá trị nội lực trong bảng tổ hợp nội lực không biến đổi
nhiều thì có thể tính toán cho một tầng và bố trí giống nhau cho các tầng tương tự, trường hợp nội
lực và sơ đồ kết cấu khác nhau nhiều ví dụ tầng kỹ thuật, mái thì phải tính toán và bố trí riêng.
Quy trình bài toán tính cốt thép dầm:
Từ cấp độ bền bê tông tra bảng R
b
và R
bt

Từ nhóm thép của cốt thép dọc, cốt đai tra bảng ra R
s
và R
sc
, R
sw

Từ bê tông và nhóm thép của thép dọc tra bảng ra 
R
và 
R

Tính cốt thép dọc chịu mô men âm
Tính cốt thép dọc chịu mô men dương (đổ toàn khối tiết diện dầm là chữ T)
Tĩnh toán và bố trí cốt đai
Chọn và bố trí cốt thép dầm
Cần thỏa mãn các yêu cầu về chịu lực, cấu tạo, tiết kiệm và thuận tiện cho thi công
Cốt dọc chịu M dương ở đáy dầm thường được kéo dài neo vào nút khung, trường hợp
dầm nhịp lớn và xác định được rõ ràng về biểu đồ bao nội lực thì cho phép cắt bớt cốt thép neo
vào gối

kéo lệch tâm (khi khung đóng vai trò là vách cứng của cấu kiện chịu vỏ mỏng không gian). Việc
cấu tạo các thanh chịu uốn, chịu kéo nén lệch tâm dùng cốt thép mềm trong điều kiện hàm lượng
cốt thép bình thường (<3%)
Đối với khung nhà cao tầng do nội lực trong khung khá lớn và nhu cầu giảm nhỏ tiết diện
nên người ta có thể đặt cốt thép mềm với hàm lượng cao hơn (>3%) hoặc đặt cốt cứng.
Hàm lượng cốt thép mềm tối đa phụ thuộc vào cường độ bê tông, cường độ cốt thép, biến
dạng của bê tông, môđun đàn hồi của cốt thép cũng như các biện pháp cấu tạo nhằm tăng cường
sức chịu lực giữa bê tông và cốt thép. Cốt thép dọc trong cột có thể đạt tới hàm lượng từ 6 đến 8%
hoặc lớn hơn, khi đó cốt đai phải đặt dày hơn theo phương dọc trục cột còn trên tiết diện cột thì
các cốt thép dọc đều phải giằng lại với nhau bằng cốt đai hoặc thanh giằng để hạn chế sự nở
ngang của bê tông như vẽ:

Bố trí cốt thép trong cột khi hàm lượng thép dọc >6%
Cốt thép cứng đặt trong dầm và cột khung nhà cao tầng có tác dụng làm giảm kích thước
tiết diện bê tông và làm kết cấu đỡ ván khuôn (do đó không cần cột chống) trong quá trình thi
công đổ tại chỗ. Trong thi công, khung cốt cứng phải chịu trọng lượng ván khuôn, trọng lượng bê
tông và cốt thép, phải chịu gió và các hoạt tải thi công khác, nó được thiết kế như một kết cấu
thép. Trong quá trình sử dụng, bê tông và cộng tác với nhau cùng chịu lực, tức là chịu những tải
trọng đặt vào kết cấu sau khi tạo dựng khung. Nếu chỉ xét điều kiện kinh tế trong việc sử dụng hết
khả năng chịu lực của cốt cứng thì dùng cốt cứng hợp lý khi trọng lượng bản thân của kết cấu
không vượt quá 25% tổng tải trọng.
Bố trí cốt cứng trong tiết diện dầm được thể hiện như trên hình 3.6. Còn trong tiết diện cột
thể hiện như hình 3.7