ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

Lời cảm ơn
Để hồn thành đồ án Bê Tơng Cốt Thép này, thật sự có rất nhiều người em cảm
thấy biết ơn. Trước hết em xin bày tỏ lời cảm ơn tới thầy Mai Lựu , giảng viên khoa
Cơng Trình Giao Thơng . Người đã hướng dẫn môn Kết cấu bê tông cốt thép cho lớp
em và trực tiếp chỉ bảo em thực hiện đồ án đầu tay này. Cảm ơn thầy về sự nhiệt tình
giảng dạy và trong quá trình hướng dẫn và duyệt đồ án, giúp cho chúng em có sự chịu
khó, khắc khe trong trình bày để có được một sản phẩm hoàn thiện. Những kiến thức
thầy đã truyền thụ chắc chắn sẽ còn đi theo em sau này. Trong quá trình thực hiện đồ
án, em cũng gặp rất nhiều điều khó khăn vì cịn một số kiến thức em còn chưa biết
hoặc chưa nắm vững. Nhưng nhờ các bạn của em, những người đã luôn cố gắng giúp
đỡ em thực hiện được đúng tiến độ.
Em chân thành xin cảm ơn!

SVTH::

1


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

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
Từng chương đã được trình bày rõ ràng về phương pháp tính tốn, cách tiến
hành, kết quả và bố trí thép cho từng cấu kiện (có hình ảnh kèm theo).
Đồ án có một bản vẽ chi tiết cỡ A1 kèm theo.

SVTH::

2


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Tổng hợp số liệu tính tốn.............................................................................8
Hình 2.1. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của bản sàn.....................................................9
Hình 2.2. Các lớp cấu tạo của bản sàn........................................................................10
Bảng 2.1. Tải trọng bản thân của sàn..........................................................................10
Hình 2.3. Biểu đồ moment của bản sàn........................................................................12
Hình 2.4. Biểu đồ lực cắt của bản sàn........................................................................12
Hình 2.5. Biểu đồ lực cắt của bản sàn........................................................................14
Bảng 2.2. Tải trọng bản thân của sàn..........................................................................14
Bảng 2.3. Tải trọng bản thân của sàn..........................................................................16
Hình 2.6. Mặt cắt 1-1...................................................................................................17
Hình 2.7. Mặt cắt 2-2 và 3-3........................................................................................17
Hình 2.8. Mặt cắt bố trí thép sàn..................................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của dầm phụ.................................................18
Hình 3.2. Sơ đồ tính tốn của dầm phụ........................................................................18

Hình 3.3. Biểu đồ bao moment dầm phụ......................................................................21
Hình 3.4. Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ........................................................................21
Bảng 3.1. Momen của dầm..........................................................................................21
Bảng 3.2. Lực cắt của dầm..........................................................................................21
Bảng 3.3. Kết quả tính cốt đai dầm phụ.......................................................................23
Bảng 3.4. Kết quả tính thép dầm phụ............................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.5. Chọn và bố trí thép dầm phụ.......................................................................25
Bảng 3.6. Kết quả tính khả năng chịu lực của thép.....................................................26
Bảng 3.7. Kết quả chọn chiều dài neo thép..................................................................27
Hình 3.5a. Bố trí cốt thép dầm phụ...............................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5b. Bố trí cốt thép dầm phụ..............................................................................28
Hình 3.6. Bố trí cốt thép dầm phụ................................................................................28
Hình 4.1. Sơ đồ tính tốn dầm chính............................................................................29
Hình 4.2. Các trường hợp đặt tải dầm chính...............................................................30
Hình 4.3. Biểu đồ moment cho từng trường hợp đặt tải...............................................31
Hình 4.4. Biểu đồ bao moment dầm chính...................................................................31
Bảng 4.1. Giá trị momen tại cắt tiết diện.....................................................................32
Hình 4.5. Biểu đồ bao moment dầm chính...................................................................32
Hình 4.6. Biểu đồ lực cắt cho từng trường hợp đặt tải................................................33
SVTH::

3


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

Hình 4.7. Biểu đồ bao lực cắt dầm chính.....................................................................33
Bảng 4.2. Giá trị lực cắt tại cắt tiết diện......................................................................34

Bảng 4.3. Kết quả tính thép dầm chính........................................................................36
Bảng 4.4. Bố trí thép dầm chính..................................................................................37
Bảng 4.5. Kết quả tính và bố trí thép đai.....................................................................38
Bảng 4.6. Kết quả kiểm tra chịu cắt của thép đai........................................................38
Bảng 4.7. Kết quả tính tốn cắt và uốn cốt thép dầm chính.........................................39
Hình 4.8. Biểu đồ bao moment và vật liệu dầm chính..................................................41
Hình 4.9. Mặt cắt dọc dầm chính.................................................................................41
Hình 4.10. Các mặt cắt ngang trên dầm chính............................................................41

SVTH::

4


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

MỤC LỤC
Lời cảm ơn..................................................................................................................... 1
Tóm tắt.......................................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. PHÂN TÍCH VÀ TỞNG HỢP SỚ LIỆU.................................................7
1.1. Sơ đồ tính tốn....................................................................................................7
1.2. Dữ kiện đề bài.....................................................................................................7
1.3. Vật liệu sử dụng..................................................................................................7
1.4. Tổng hợp số liệu.................................................................................................8
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ BẢN SÀN.............................................................................9
2.1. Phân loại bản sàn................................................................................................9
2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện..........................................................................9
2.2.1. Chiều dày sơ bộ của bản sàn........................................................................9

2.2.2. Chọn tiết diện sơ bộ của dầm phụ................................................................9
2.2.3. Chọn tiết diện sơ bộ của dầm chính.............................................................9
2.3. Sơ đồ tính tốn....................................................................................................9
2.3.1. Xác định tải trọng.......................................................................................10
2.3.2. Tĩnh tải.......................................................................................................10
2.3.3. Hoạt tải.......................................................................................................11
2.3.4. Tởng Tải.....................................................................................................11
2.4. Nội lực..............................................................................................................11
2.5. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn............................................................12
2.6. Tính và bố trí thép chịu moment uốn................................................................13
2.7. Bố trí thép cấu tạo ,thép chống co ngót và cốt thép chịu nhiệt..........................16
2.8. Cắt và uốn thép sàn...........................................................................................16
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ DẦM PHỤ..........................................................................18
3.1. Sơ đồ tính tốn..................................................................................................18
3.2. Xác định tải trọng.............................................................................................18
3.2.1. Tĩnh tải.......................................................................................................18
3.2.2. Hoạt tải.......................................................................................................19
3.2.3. Tổng tải......................................................................................................19
3.3. Xác định nội lực................................................................................................19
3.3.1. Xếp tải........................................................................................................19
3.3.2. Biểu đồ bao moment..................................................................................21
3.3.3. Biểu đồ bao lực cắt.....................................................................................21
SVTH::

5


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU


3.4. Tính cốt thép.....................................................................................................22
3.5. Kiểm tra điều kiện chịu cắt cho dầm phụ..........................................................22
3.6. Tính tốn cốt thép chịu lực................................................................................23
3.7. Vẽ đường bao vật liệu.......................................................................................26
CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ DẦM CHÍNH......................................................................29
4.1. Sơ đồ tính tốn..................................................................................................29
4.2. Xác định tải trọng.............................................................................................29
4.2.1. Tĩnh tải.......................................................................................................29
4.2.2. Hoạt tải:.....................................................................................................29
4.3. Xác định nội lực................................................................................................29
4.3.1. Các trường hợp đặt tải................................................................................30
4.3.2. Biểu đồ bao moment..................................................................................31
4.3.3. Biểu đồ bao lực cắt.....................................................................................32
4.4. Tính cốt thép.....................................................................................................34
4.4.1. Tính tốn cốt thép dọc................................................................................34
4.5. Tính cốt đai:......................................................................................................37
4.6. Tính tốn cắt uốn cốt thép và vẽ hình bao vật liệu:...........................................39
4.6.1. Bài tốn ngược:..........................................................................................39
4.7. Bố trí cốt thép...................................................................................................41
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................42

SVTH::

6


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU


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
I

L1 (m)
2,7

L2 (m)
6,2

pc (MPa)

300.105

Kích thước cột: 250X250mm.
1.3. Vật liệu sử dụng
Vật liệu:
- Bê tông C18: f’c =18 MPa
-Cốt thép:
Loại thép
Rs (MPa)
AI
225
CII
280

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

Rsw (MPa)
175
225

g tc  52kg / m 2 ,
7


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

- Vữa lót:

GVHD:TS. MAI LỰU

tc
3
δv = 20 mm, ,   2000kg / m ,

- Bản bê tông cốt thép:

 b  hb ,  tc  2500kg / m3 ,
tc
3
δvt = 10 mm,   2000kg / m .

- Vữa trát:


1.4. Tổng hợp số 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)

p
(MPa)

np

2,7

6,2

300 105

1,2

SVTH::

tc

Bê tơng

C18
(Mpa)
f’c=18

Cốt thép
Sàn

R s (Mpa)

Cốt đai
R sw (Mpa)

Cốt dọc
R s (Mpa)

280

175

280

8


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

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

L 2 6,2
Xét tỉ số L1 = 2,7 = 2,25 > 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
Xác định sơ bộ chiều dày bản sàn:
L 2700
hs  1 
 112,5  hmin  60
24
24
 Vậy chọn chiều dày bản h s = 110mm.
2.2.2. Chọn tiết diện sơ bộ của dầm phụ
1 1
1 1
hdp    Ldp     6200  393, 75  525
h
 12 16 
 12 16 
 Vậy chọn dp = 450mm.
1 1
1 1
bdp    hdp     450  112.5  225
b
2 4
2 4
 Vậy chọn dp = 250mm.

2.2.3. Chọn tiết diện sơ bộ của dầm chính

1 1 
1 1 
hdc    Ldc     8100  675 1012,5
 8 12 
 8 12 
 Vậy chọn h dc = 900mm.
1 1
1 1
bdc    hdc     900  225  450
2 4
2 4
 Vậy chọn b dc = 400mm.

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:
SVTH::

Lob  L1 

bc
250 250
 2700 

 2450mm
2

2
2

9


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

 Nhịp giữa:

GVHD:TS. MAI LỰU

Lb  L1  bdp  2700  250  2450mm

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.
Căn cứ theo cấu tạo mặt sàn, lập bảng giá trị như sau:
Bảng 2.2. Tải trọng bản thân của sàn.

Lớp cấu tạo

Chiều Trọng lượng
dày
riêng
i

(mm)


 i (kg/m3)

Trị tiêu
chuẩn
g tc

Hệ số tin
cậy về tải
trọng

Trị tính tốn
gs

(N/mm2)

(N/mm2)

 f ,i

5, 4.104

1,2

6, 48.104

Gạch

10


Vữa

20

2000

4.10 4

1,2

4,8.104

Vữa trát

10

2000

2.10 4

1,2

2, 4.104

Bản bê tông

110

2500


2, 75.103

1,2

3,3.103

Tổng cộng

SVTH::

0,004668

10


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

2.3.3. Hoạt tải
5
2
c
n
WL= p p  1,6  300.10  0, 0048 N / mm
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  (0, 004668  0, 0048) 1000  9, 468 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 1  TT  HT1

TH 2  TT  HT 2
TH 3  TT  HT 3


TH 4  TT  HT 4

TH 5  TT  HT 5

TH 1  TT  HT 1

TH 2  TT  HT 2

TH 3  TT  HT 3

TH 4  TT  HT 4

SVTH::

11


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU


TH 5  TT  HT 5

Hình 2.4. Biểu đồ moment của bản sàn.

Hình 2.4. Biểu đồ lực cắt của bản sàn.

Moonmen lớn nhất ở nhịp biên:

M  6780000  Nmm  .

Moonmen lớn nhất ở gối thứ 2:

M  7910000  Nmm  .

Moonmen lớn nhất ở các nhịp giữa và các gối giữa:

M  5740000  Nmm  .
M  7590000  Nmm  .

Giá trị lực cắt lớn nhất của dải sàn:

Vmax  15710  N  .

2.5. Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản sàn
Chọn kiểm tra cho gối phải của nhịp biên vì có lực cắt lớn nhất V u=15710N. Chọn lớp
bê tông bảo vệ, tc=20mm và dự định dùng thép 10 , db=10 mm. Tính chiều cao làm

việc theo giả thuyết:

dt  hs 


db
 tc  110  5  20  90mm
2

Khả năng chịu cắt của bê tơng tính theo biểu thức:
Vn  Vc 


1
bd t f c  1000  90  18  63640 N
6
6

Theo điều kiện: Vn  0, 75  63640  47730  Vu  15710 N (Thỏa điều kiện)

SVTH::

12


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

2.6. Tính và bố trí thép chịu moment uốn
Giả thuyết tiết diện phá hoại dẻo tương ứng với hệ số giảm độ bền  =0,9
Tính với momen uốn lớn nhất tại giữa nhịp biên của dải bản: M u  6780000  Nmm  .
Xác định hệ số quy đổi


1

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'  21MPa  28MPa

nên suy ra

f c  28MPa
f   56 MPa
28  f   56 MPa

1  0,85

Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân bằng momen, ta được:


a 

  0,85. f c' .a.b.  d t    M u
2 



a  d t  dt 2 

2M u
2.6780000
 90  902 
 5, 64mm
0,85 f cb
0,85.0,9.18.1000


.

c
Tính tỷ số dt theo biểu thức sau:
c
a
a 5, 64

c 
 6, 64mm
dt 1dt 
1 0,85


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);
+ dt là khoảng cách từ lớp thép kéo ngồi cùng tới thớ nén của tiết diện
(mm).
Tính lại :
0, 75    0,65  0,15(

dt
 1)  0,9
c

  0, 65  0,15(

Suy ra:

dt
 90

 1)  0, 65  0,15 
 1  2,53  0,9
c
 6, 64 

 Chọn  =0,9

SVTH::

13



ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

Nếu  khác nhiều so với giá trị ban đầu thì tính lại a với  vừa tìm. Kiểm tra điều kiện
c
dt
'

0,85 f c ab
c
As 
 0, 6
fy
+ dt
: ta suy ra tiết diện cốt thép

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.
c 6, 64

 0, 074  0,375  0, 6
d
90
 Tiết diện cốt thép
t
Ta có:
As 


0,85 f c' ab 0,85.18.5, 64.1000

 308, 2mm2
fy
280

c
c
c
 0,6
 0,6
d
d
d
t
t
t
Kiểm tra điều kiện : nếu
thì kết thúc bài tốn thiết kế, nếu
thì quay

trở về bước chọn tiết diện.
c 6,64

 0,074  0,6
d
90
Suy ra: t
(thỏa).
c

 0, 6
d
t
+
: quay trở về bước chọn tiết diện (tăng tiết diện bxh).

Momen để tính thép được thể hiện trên hình dưới đây.
Mơmen để tính thép được thể hiện trên hình 2. Tại gối thứ 2 chọn giá trị lớn hơn để
tính thép bố trí cho cả 2 thiết diện .

Hình 2.5. Biểu đồ lực cắt của bản sàn.
Chúng ta có thể lập bản như sau :
Bảng 2.2. Tải trọng bản thân của sàn.
Tiết diện

Mu
(Nmm)

b
(mm)

hs
(mm)

dt
(mm)

1

6780000


1000

110

90

SVTH::

A
(mm)
5,65

c/dt

As
(mm2)

0,074

308,6
14


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

2


7910000

1000

110

90

6,63

0,087

362,1

3

5940000

1000

110

90

4,93

0,064

269,3


4

7430000

1000

110

90

6,21

0,081

339,31

5

4110000

1000

110

90

3,38

0,044


220

6

7590000

1000

110

90

6,35

0,083

346,9

Tại tất cả các thiết diện,tỷ số c/dt ≤0,375, đúng với giả thuyết tiết diện ở trạng thái phá
hoại dẻo (  0,9)
Quy định hàm lượng thép tối thiểu (As min):
(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
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 A s đã
tính ở trên.
As ,design  max( As ; As ,min )

Chọn thép 10 (như giả thuyết ban đầu), có đường kính db  10mm và diện tích mặt cắt
2
ngang Ab  78,5mm

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

Abb
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 18in (457,2mm)
smax  min(3hs ;18in) =min(330;457,2)=330
Khoảng cách thiết kế chọn thỏa mãn điều kiện:
sdesign  min( s; smax )

So sánh các tiết diện, khoảng cách s tính tốn tại 3 và 4 lớn hơn khoảng cách s max. Như
vậy chọn khoảng cách thiết kể cho tất cả tiết diện này bằng với s max.Tuy nhiên để đơn
giản cho thi công ,chọn khoảng cách là số chẵn 450mm,thỏa mãn điều kiện trên,được
thể hiện trong bảng .
SVTH::

15



ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

Bảng 2.3. Tải trọng bản thân của sàn.
db

As

As,min

As,design

s

smax

Sdesign

(mm)

(mm2)

(mm2)

(mm2)

(mm)


mm)

(mm)

1

10

308,6

220

308,6

254,6

330

254,6

Lớp dưới

2

10

362,1

220


362,1

216,8

330

216,8

Lớp trên

3

10

269,3

220

269,3

301,52

330

301,5
2

Lớp dưới

4


10

339,31

220

339,31

231,35

330

231,3
5

Lớp trên

5

10

220

220

220

425


330

425

Lớp dưới

6

10

346,9

220

346,9

226,3

330

226,3

Lớp trên

c

Ghi chú

2.7. Bố trí thép cấu tạo ,thép chống co ngót và cớt thép chịu nhiệt
f  420MPa

ACI quy định hàm lượng   0, 0018 khi dùng thép có y
2
Diện tích thép tương ướng với hàm lượng trên là As  0.002bhs  220mm
2
Chọn thép  8 có db  8mm và Ab  50.25mm

s

Ab b 50.25 1000

 228.4mm
As
220

Tính khoảng cách :
Chọn s=200 mm.Đặt cốt thép này vng góc với thép chịu lực ,trên thép chịu mômen
dương và dưới thép chịu mômen âm.
2.8. Cắt và uốn thép sàn
Thép sàn được bố trí như hình bên dưới theo cách bố trí độc lập cho từng vùng
mơmen.

SVTH::

16


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

SVTH::


GVHD:TS. MAI LỰU

17


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

Hình 2.6. Mặt cắt 1-1.

Hình 2.7. Mặt cắt 2-2 và 3-3.

SVTH::

18


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

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: l0b  6200mm
l  6200mm
+ Nhịp giữa: 0 g


Hình 3.5. Sơ đồ xác định nhịp tính tốn của dầm phụ.
3.2. Xác định tải trọng

Hình 3.6. Sơ đồ tính tốn của dầm phụ
3.2.1. Tĩnh tải
- Trọng lượng bản thân dầm phụ:
w D 0   bt  bdp  (hdp  hs )  25  0, 25  (0, 45  0,11)  2,125k N / m  2,125 N / mm
- Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào:

WD1  WD  l1  4,668  2,7  12kN / m  12 N / mm
- Tổng tĩnh tải:
WD  WD 0  WD1  2,125  12  14,125kN / m  14,125 N / mm
3.2.2. Hoạt tải
- Hoạt tải tính tốn từ bản sàn truyền vào:

WL  300 105  2700  8,1N / mm

SVTH::

19


ĐỒ ÁN BÊ TƠNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

3.2.3. Tởng tải
- Tải trọng tổng cộng:


Wu  1, 2  WD  1,6  WL  1, 2  14,125  1,6  8,1  29,91N / mm
3.3. Xác định nội 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:
TH 1  TT  HT 1

TH 2  TT  HT 2
TH 3  TT  HT 3


TH 4  TT  HT 4

TH 5  TT  HT 5
TH 6  TT  HT 6


TH 1  TT  HT 1

TH 2  TT  HT 2

TH 3  TT  HT 3

SVTH::

20


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP


GVHD:TS. MAI LỰU

TH 4  TT  HT 4

TH 5  TT  HT 5

TH 6  TT  HT 6

3.3.2. Biểu đồ bao moment

Hình 3.7. Biểu đồ bao moment dầm phụ.
3.3.3. Biểu đồ bao lực cắt

Hình 3.8. Biểu đồ bao lực cắt dầm phụ.
Vì hệ là hệ đôi 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:

SVTH::

21


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

Bảng 3.1. Momen của dầm
Momen lớn nhất tại

Giá trị (N.mm)


Nhịp biên

115070000

Gối 2

135210000

Nhịp 2

69590000

Gối 3

109127000

Bảng 3.2. Lực cắt của dầm
Lực cắt lớn nhất tại

Giá trị(N)

Gối 1
Gối 2 (trái)

83010
114530

Gối 2 (phải)


109570

Gối 3 (trái )

105220

3.4. Tính cốt thép
Bê tông cấp độ bền C18
Cốt thép dọc của dầm phụ sử dụng loại thép CII có: R s = R sc = 280MPa
Cốt đai của dầm sử dụng loại cốt thép CI có: R s = R sc = 225Mpa, R sw =
175MPa
3.5. Kiểm tra điều kiện chịu cắt cho dầm phụ
Chọn lực cắt tại gối biên dầm để kiểm tra chịu cắt của bê tông V  83010  N  .
Khả năng chịu cắt của bê tơng tính theo biểu thức :
Vc 


b dt
6

f c 

1
.250.420. 18  74246 N
6

Theo điều kiện: Vn  0,75.74246  55685 N  Vu  83010 N (*)
 Không đủ khả năng chịu lực nên cần đặt thêm cốt đai.
Khi đó: Vn  Vc  Vs
Dựa vào biểu thức (*), ta thấy:

Vn 

Vu 86350

 115133,3 N Vs  Vn  Vc 110680  83010  36430 N

0, 75

Chọn cốt đai có 10 , dùng đai 2 nhánh  n=2
SVTH::

22


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

Tiết diện của cốt đai :

Av 

GVHD:TS. MAI LỰU

d2
 102
2 
 2 157 mm2
4
4
s


Av . f y .dt

Tính khoảng cách của cốt đai:
 Chọn s = 200mm.

Vs



Av ,min 

Tính tiết diện nhỏ nhất của cốt đai:

157.175.420
 315mm
36430

b . s 250.200

 142,85mm2
3. f yt
2.175

 Thỏa điều kiện Av  Av,min .

Vậy ta lựa chọn phương án đặt cốt đai là 10@ 200
Kiểm tra lại khả năng chịu lực của cốt đai:
d2
 102
2 

 2 157mm 2
4
4
b .s 250.200
Av ,min  w 
 142,85mm2
2. f yt
2.175

Av 

 Av  Av ,min

Vs 

Av . f y .dt 157 .175.420

 57697, 5 N
s
200

Vu   Vn  83101  131944.0, 75  98957, 8 N (Thỏa) (**)
Vậy ta chọn bố trính thép đai 2 nhánh 10@ 200

Tương tự với những mặt cắt khác, ta có bảng sau:
Bảng 3.3. Kết quả tính cốt đai dầm phụ
Stt

Vu (N)


Vc (N)

4

83101

74246

5
6

114530

74246

7
8

109570

74246

Chọn
cốt
đai
10

n

Av

(mm2)

s

Avmin
(mm2)

s chọn

Avmin

Vs

Vn

2

157

315

142,9

142,9

57698

131944

10


2

10

2

157

147

143

100

57698

131944

10

2

10

2

157

160


143

200
300
140
300
150

107,2

57698

131944

Tất cả kết quả trên đều thỏa điều kiện chịu cắt của bê tơng.
Vậy ta bố trí thép đai ứng với đường kính thép với bước thép đã ghi trong bảng.
Đoạn dầm giữ nhịp :

SVTH::

23


ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

 3h 3  450
 337,5mm

 
Sct   4
4

500mm
. Chọn s =300 mm

L
Bố trí cốt đai 10@ 300 trong đoạn 2 ở giữa dầm.

3.6. Tính toán cốt thép chịu lực
Chọn lớp bê tơng bảo vệ a =30mm.
Tính chiều cao làm việc theo giả thuyết: dt = h-a = 450 – 30 =420 mm
Giả thuyết tiết diện phá hoại dẻo tương ứng với hệ số giảm độ bền  =0,9
Tính với momen uốn lớn nhất tại gối thứ 2 của dầm phụ:
M ub  135210000  Nmm  .

Xác định hệ số quy đổi

1

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'  18MPa  28MPa

nên suy ra

f c  28MPa
f   56 MPa
28  f   56 MPa

1  0,85

 Tính chiều cao vùng nén a dựa vào phương trình cân bằng momen, ta
được:

a 

  0,85. f c' .a.b.  d t    M u
2 



a  dt  dt 2 


2M u
2.135210000
 420  4202 
 107, 2mm
0,85 f cb
0,85.0,9.18.250


.

c
 Tính tỷ số dt theo biểu thức sau:
c
a
a 107, 2

c 
 126,11mm
dt 1dt 
1 0,85

Trong đó: + c là khoảng cách từ trục trung hịa tới thớ ngoài cùng chịu nén (mm);
+ a là chiều cao vùng nén của bê tông (mm);
+ dt là khoảng cách từ lớp thép kéo ngoài cùng tới thớ nén của tiết diện
(mm).
 Tính lại :
SVTH::

24



ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD:TS. MAI LỰU

0, 75    0,65  0,15(

  0, 65  0,15(

Suy ra:

dt
 1)  0,9
c

dt
 420

 1)  0, 65  0,15 
 1  1  0,9
c
 126,11 

 Chọn  =0,9

Nếu  khác nhiều so với giá trị ban đầu thì tính lại a với  vừa tìm. Kiểm tra điều kiện
c
dt
'


0,85 f c ab
c
As 
 0, 6
fy
+ dt
: ta suy ra tiết diện cốt thép

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.
c 126,11

 0,3  0,375  0, 6
d
420
 Tiết diện cốt thép
t
Ta có:
As 

0,85 f c' ab 0,85.18.107, 2.250

 1464, 3678mm 2
fy
280

c
c
c
 0,6

 0,6
Kiểm tra điều kiện dt : nếu dt
thì kết thúc bài tốn thiết kế, nếu dt
thì quay

trở về bước chọn tiết diện.
c 126,11

 0, 3  0,6
d
4
20
t
Suy ra:
(thỏa).
c
 0, 6
+ dt
: quay trở về bước chọn tiết diện (tăng tiết diện bxh).

Momen để tính thép được thể hiện trên hình dưới đây.
Trình tự tính tốn thực hiện theo những bước chỉ dẫn trên. Kết quả được thể hiện trong
bảng sau:

XTiết
diện
1

Mu Nmm


b

h

dt

a

c/dt

Điều kiện

As

115070000

250

450

420

89,02

0,25

thỏa

1216,08


SVTH::

25