TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
KHOA XÂY DỰNG
BỘ MÔN KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

SÀN SƯỜN BTCT TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Quốc Tân.
Lớp
: TCDK 13B
Mssv
: 13D3208386

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

1


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :
Thiết kế sàn sườn toàn khối có bản loại dầm .
SỐ LIỆU CHO TRƯỚC:
- Sơ đồ sàn : Sơ đồ II
- Kích thước :


D
1.1
* l1 
* 2100  77(mm) .
m
30

Chọn hb  80(mm)
b. Dầm phụ:
Xác định kích thước của dầm phụ:
ldp  l2  4.8m : Nhịp dầm phụ.

- Chiều cao dầm phụ: hdp  (

1 1
1 1
: ) * ldp  ( : ) * 4800  240 : 400(mm)
20 12
20 12

Chọn hdp  400(mm) .
- Bề rộng dầm phụ: bdp  (0.3 : 0.5) * hdp  (0.3 : 0.5) * 400  120 : 200(mm)
Chọn bdp  200(mm) .
c . Dầm chính:
Ta có: ldc  l1 * 3  2.1 * 3  6.3(m)
1 1
1 1
: ) * ldc  ( : ) * 6300  525 : 787(mm) Chọn hdc  600(mm)
12 8

Tải trọng tính toán : q  g  p
- Tĩnh tải tính toán g : Cấu tạo các lớp sàn :

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

3


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

Lớp cấu tạo


(Kg/m 3 )

Chiềudày
(mm)

Hệ số độ tin cậy
củaTải trọng

2000
1800
2500
1800

0.01
0.02


q=1177,6(kG/m2)=11.77(kN/m2)

5. Xác định nội lực bản sàn ( theo sơ đồ biến dạng dẻo ) :
- Mômen ở nhịp biên và gối thứ 2 :
M nb  M g 2  

qlb2
11.77 *1.94 2

 4.02(kNm / m)
11
11

- Mômen ở nhịp giữa và gối giữa :
M ng  M gg  

ql g2
16



11.77 *1.9 2
 2,65(kNm / m)
16

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang


 292.4(mm2 )
Rs h0 225.0,940.65

- Tại nhịp giữa gối giữa :
mg =

Mg
Rb bh02



2.65 * 106
 0.07
8.5 * 1000 * 652

Tra bảng ta được:  g  0.08 ,  g  0.960
Diện tích cốt thép cần thiết:
As 

M
2,65 *106

 188,7(mm2 )
Rsh0 225.0,960.65

Khoảng cách giữa các cốt thép :
u

b * as
(mm) khi h  150mm u không lớn quá 200mm

8

Chọn cốt thép
u
Asc
(mm)
(mm2/m)
150
352
150
352
200
251
200
251

 (chọn)
%

1.2
1.2
1.3
1.3

7. Bố trí cốt thép:
p
840

 2.5
g 337.6

Bố trí cốt thép cho bản sàn được thể hiện ở hình bên :
x
III. THIẾT KẾ DẦM PHỤ :
3.1. Số liệu tính toán :
Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo. Sơ đồ tính là một dầm liên tục 3 nhịp có các
gối tựa là tường biên và các dầm chính.

lb = 4,660m

Lg = 4.500m
2

1

3

Sơ đồ tính toán dầm phụ
Cdp: Đoạn dầm phụ kê lên tường, Cdp ≥ 220 mm, chọn Cdp = 220 mm.
Nhịp tính toán của dầm phụ lấy theo mép gối tựa.
- Nhịp giữa:
l g  l2  bdc  4800  300  4500(mm)

- Nhịp biên: :
1
1
1
1
1
1
lb  l2  bdc  bt  hb  4800  300  200  220  4660(mm)


3.2.3. Tổng tải:
Tải trọng tổng cộng:
qdp = gp + pp = 8.85+17.64 =26,49 (kN /m)
3.3. Xác định nội lực:
3.3.1. Tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen:
Vì tỉ số

lg
lb



4500
 0.965
4660

 Chênh lệch giữa các nhịp tính toán là l0 

0.965
*100%  0.02%  10%
4660

Nên tung độ biểu đồ bao mômen được tính theo sơ đồ khớp dẻo và được xác định
như sau:
* M =β.qdp.l2
* Đối với nhịp biên:

l = lb = 4660 (mm)


Bảng chỉ thể hiện một nữa dầm một nữa còn lại dối xứng với nó.

Nhịp, tiết diện
Nhịp biên
Gối 1

Giá trị β
β1

Tung độ M(kNm)
β2

0

M+

M-

0
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

7


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

1'
2'


-0.0300
-0.009
-0,006
-0,0240
-0,0625

-38.35
9.65
31.11
33.53
31.11
9.65

-16.09
-4.82
-3.21
-12.87
-33.52

Mômen âm triệt tiêu tại tiết diện cách mép gối tựa thứ 2 một khoảng:
X1 = k . Lob =0,2. 4660= 932 (mm).
Mômen dương triệt tiêu cách mép gối tựa một khoảng:
+ Nhịp biên: X2 = 0,15.Lob =0,15 . 4,66= 0.699 (m).
+ Nhịp giữa: X3 = 0,15.Lo = 0,15 . 4,50=0,675(m).
Mômen dương lớn nhất cách gối tựa 1 đoạn:
X4 = 0,425 Lob = 0,425 . 4.660 = 1.98(m).

3.3.2. Biểu đồ bao lực cắt:
Tung độ của biểu đồ bao lực cắt được xác định như sau:


 .R b .b.h 0
Rs

Trong đó:
αm =

M
52.34.106

 0,22
Rb .b.ho2 8,5.200.370 2

ξ = 1 - 1  2 m  1  1  2.0,22  0,251
As 

 .R b .b.h 0
Rs



0,251.8,5.200.370.
 563(mm2 )
280

b) Tại tiết diện ở gối :
Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện
chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết agối = 40 mm. Suy ra ho = h – agối = 400 –40 = 360 mm.
Tính diện tích cốt thép:

 408.7(mm2 )
280

c) Tại tiết diện ở nhịp giữa:
Tương ứng với giá trị mômen dương, bản cánh chịu nén, tiết diện tính toán sư dụng
tiết diện chữ nhật bdp x hdp = 200 x 400 mm.
Giả thiết anhịp = 30 mm. Suy ra ho = h – anhịp = 400 – 30 = 370 mm.
Tính diện tích cốt thép :
As 

 .R b .b.h 0
Rs

Trong đó:
αm =

M
33.52.10 6

 0,144
Rb .b.ho2 8,5.200.370 2

ξ = 1 - 1  2 m  1  1  2.0,144  0,156
As 

 .R b .b.h 0
Rs




42.34

0,22

0,251

563

Gối B (200 x 400)

38.35

0,17

0,187

408.7

Nhịp giữa(200 x 400)

33.52

0,144

0,156

350

Tiết diện



414(616mm2 )

214  212(534mm2 )

216(402mm2 )

316(603mm2 )

314(462mm2 )

212  114(380mm2 )

Các phương án bố trí thép
Nhận xét phương án 1 là phương án tối ưu nhất trong các phương án, phương án
này cho ta cách bố trí hợp lí hơn cả.
Do đó ở đây ta chọn phướng án thứ nhất để tính toán và bố trí cốt thép.
Phương án 1 được thể hiện ở hình dưới, trong đó chỉ rõ các thanh được dùng phối
hợp giữa các đoạn.

Sơ đồ bố trí thép
Bảng kiểm tra hàm lượng cốt thép.
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

11


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

462

1,1

Nhịp giữa(200 x 400)

33.52

350

402

1,1

3.4.2 Tính toán cốt đai:
Chuẩn bị số liệu :
+ Bêtông có cấp độ bền B15  Rb = 8,5 MPa, Rbt = 0,75MPa, Eb = 23.103MPa,

 b2  1

+ Chọn cốt đai là thép A-I có Rsw=225MPa, Es = 21.104MPa
Từ biểu đồ lực cắt của dầm, nhận xét Qmax = Q2T= 74.06kN
* Xét tiết diện mép trái gối B có Qmax = Q2T= 74.06kN, có ho = 360 mm
Với chiều cao dầm phụ là 400mm, ta chọn đai  6 và khoảng cách các đai theo cấu
h 400

 133,33
u  
tạo là 
 chọn u = 150

Trong đó:
 b 2 là hệ số xét đến ảnh hương của BT, đối với BT nặng chọn b 2  2
 f là hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T khi cánh nằm trong vùng
u .h'
3.80.80
 0,2  0,5 (thoả)
nén, được xác định : f  0,75. f f  0,75.
b.h o
200.360

Trong đó:
uf=min[3.hf và (bf – b) )
Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

12


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

 n là hệ số xét đến lực dọc trục ,do dầm không kể đến nên ta có  n  0

Từ đó tính:
M b  b2.(1  f  n ).R bt .b.h 02  2.(1  0,19).0,75.200.3602  46267200N.mm  46,2kN.m
2M b 2 * 46,2

 1,247 m=1247mm
Qmax
74.06

Rsw Asw 225 * 28.3

 186 mm
qsw
34.17

Theo cấu tạo:
h=400

14


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

Từ dầm phụ truyền lên dầm chính: p  Pd * l2  17.64 * 4.8  84.67(kN)
4.3. Xác định nội lực:
Ta tính toán và vẽ biểu đồ bao mômen và lực cắt dựa vào phương pháp tổ hợp tải
trọng, rồi xác định nội lực rồi tổ hợp nội lực để vẽ được biểu đồ bao môme và lực cắt.
4.3.1. Biểu đồ bao momen:
Xác định biểu đồ bao mômen:
Tìm các trường hợp tải trọng tác dụng gây bất lợi cho dầm
Xác định biểu đồ mômen uốn do tỉnh tải G:
Tra bảng ta được hệ số :
MG = xGxL=  x 51.4 x 4.8= 246.72 x  (kNm)
Xác định biểu đồ mômen uốn do các hoạt tải Pi tác dụng:
MPi = xPxL=  x 84.67x 4.8 = 406.416 x  (kNm)

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

15


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

(a)
MG


G

G

G

(e)
M P4

G

(f)
M P5

G

G

G

G

G

A

G

G

B
G

G

C

B
G

(d)
M P3

4

B

C

B

Các trường hợp đặt tải của dầm bốn nhịp
Bảng :Xác định tung độ biểu đồ momen(kNm)
Tiết diện
Sơ đồ
a


MG


-19.5

0,143
35.28
0,238
96.72
-0,095
-38.6

0,079
19.4
-0,127
-51.6
0,206
83.72

0,111
27.3
-0,111
-45.11
0,222
90.22

134.33

88.2

-0,286
-70.56
-0,143


MP4

-0.031
-12.6

-0,063
-25.6

f


MP5

4.87

9.75

-0,095
-38.6
0,036
14.63

g


MP6

152


-38.6

0.0

0,095
38.6

-55.93

103.12

117.3

-8.2

-200.9

-32.2

-17.81

-163

Trong các sơ đồ d, e, f và g bảng tra không cho các giá trị  tại một số tiết diện,
phải tính nội suy theo phương pháp cơ học kết cấu.
Ta có :
Mo = p.l1 = 84.67.2,1 = 177.8
* Sơ đồ d:
M1 = 177.8 – 130.4/3 = 134.33(kNm)
M2 = 177.8 – 2x (134.33 /3 )= 88.2 (kNm)

Trang

17


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

* Sơ đồ e:
Đoạn dầm BC
M3= 177.8-38.6- ( 116.2 – 38.6 )/3 = 113 (kNm)
M4 = 177.8- 38.6-2(116.2-38.6)/3 =84.46(kNm)

116.2
38.6

C

B
M3

M4
Ñôn vò: kNm

84.46

113

* Sơ đồ f:
M1 =14.63 /3=4.87 (kNm)
M2 = 14.63/3.2 = 9.75(kNm)

M2 = 177.8 -2 x 77.21/3 = 126.3 (kNm)
M3 = (38.6+77.21)/3-77.21=- 38.6(kNm)
M4 =2x(38.6+77.21)/3-77.21=0.0(kNm)

77.21

a

b

m3

126.3

m4

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

38.6

b

38.6

77.21

152

m2


1

MP2

4

19.4

27.3

51.6

2

3

A

(c)

3
b
58.1

(b)

46.8

2


4
c

b

A

(kNm)

83.72

90.2

3

4

130.4

(d)

MP3

1

2
b

88.2


b

4
84.46

113

(kNm)
c

58.11
1
4.87

(f)

MP5

9.61

2
9.75

A

1

MP6

14.63


(kNm)

c

126.3

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

20


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

200.9
163
55.93
1

m

32.2

3.32 2

3

17.81

 (2009  32.2)  32.2  184.25 (kNm)
2100

Chọn:

MmgB.tr = M mgB.ph = 186.5 ( kNm)

Hình vẽ gối B
- Gối C:
C
M mg
=

(2100  150)
 (163  17.81)  17.81  150 (kNm)
2100

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

21


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

Hình vẽ gối C
4.3.2.Biểu đồ bao lực cắt :
4.3.2.1. Xác định biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp tải.
Tính và vẽ biểu đồ lực cắt.

-11.5

-50.4

42.83

3.76

-35.2

b

QP1

55.3

-9.2

-73.72

3.09

3.09

3.

c

QP2


QP4

-6

-6.2

-6.2

73

-13.5

-95.5

Sơ đồ

Đồ Án Bê Tông Cốt Thép I

Trang

22


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

f

QP5

2.3


-9.2

-48.0

143.83

22.14

-16.82

Qmin

21.95

-33.46

-154.4

18.59

-9.74

-130.7

4.3.2.2. Xác định biểu đồ bao lực cắt:
Biểu đồ bao lực cắt

QG


(b)

QP1

1

3.09

2

3.09

3

4

3.09

(kN)

9.2
A

c

b

73.72

67.5


101
63.96

(d)

QP3

18.21
1

2

3

21.96

4

b

A

(kN)
66.4

c

104
73


2.3

2

(kN)

14.5
95.55 c

2.3

3

4

b

A

(kN)

11.07

12.02

24.24

c



23


TRường Đại Học Kiến Trúc T.P Hồ Chí Minh

143.83
100.25
21.95

Q

1

18.59

2

9.2
33.46

A

48

29.04
3

4


M
210.71.10 6

 0,273
Rb .b.ho2 8,5.300.550 2

ξ = 1 - 1  2 m  1  1  2.0,273  0,326
As 

 .R b .b.h 0
Rs



0,326.8,5.300.550.
 1634(mm2 )
280

b) Tại tiết diện ở gối B:
Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện
chữ nhật bdc x hdc = 300 x 650 mm.
Giả thiết agối = 70 mm. Suy ra ho = h – agối = 600 – 70 = 530 mm.
Tính diện tích cốt thép:
As 

 .R b .b.h 0
Rs

Trong đó:
* αm =

Giả thiết anhịp = 50 mm. Suy ra ho = h – anhịp = 600 – 50 = 550 mm.
Tính diện tích cốt thép:
As 

 .R b .b.h 0
Rs

Trong đó:
M
117,3.10 6
* αm =

 0,152
Rb .b.ho2 8,5.300.550 2

* ξ = 1 - 1  2 m  1  1  2.0,152  0,165
 As 

 .R b .b.h 0
Rs



0,165.8,5.300.550.
 826.4(mm2 )
280

Kết quả tính cốt thép được tóm tắt trong bảng 13.
d) Tại tiết diện ở gối C:
Tương ứng với giá trị mômen âm, bản cánh chịu kéo, tiết diện tính toán là tiết diện


Trang

25