BÀI THUYẾT TRÌNH BÊ TƠNG CỐT THÉP 2:
“THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG BÊ TƠNG CỐT THÉP”

GVHD: Th.S Nguyễn Tấn
SVTH: 1. NGUYỄN THANH BÌNH _KC12
2. NGUYỄN ĐÌNH KHẢI _XC12B
3. NGUYỄN VĂN DỰ

_ XC12A


MỤC LỤC
Phần I: Đề bài
Phần II: Tính tốn cốt thép và bố trí cốt thép cho sàn
1. Phân tích và đề xuất phương án tính tốn cho sàn
2. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng
3. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực
4. Tính tốn và kiểm tra cốt thép
5. kiểm tra võng và nứt
Phần III:Tính tốn cốt thép và bố trí cốt thép cho cầu thang bộ
1. Phân tích và đề xuất phương án tính tốn cho cầu thang
2. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng
3. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực
4. Tính tốn và kiểm tra cốt thép
5. kiểm tra võng và nứt
Phần IV:Tính tốn cốt thép và bố trí cốt thép cho khung khơng gian
1. Cấu tạo, kích thước tiết diện và xác định tải trọng tác dụng với cột và
dầm
2. Sơ đồ tính và phương pháp xác định nội lực(đối với cột tính tốn theo
nén lệch tâm khơng gian,bằng phương pháp tương đương, phương pháp
trực tiếp, biểu đồ tương tác)

3. Tính tốn và kiểm tra cốt thép
4. kiểm tra võng và nứt


5. tính tốn và kiểm tra cốt thép
6. kiểm tra nứt
Phần VI: Bản vẽ

Phần I: THÔNG SỐ ĐỀ BÀI:
1. Vật liệu:
- Bê tông cấp độ bền: B20
 Cường độ chịu nén tính tốn bê tơng: R b = 11.5MPa = 11500 kN/m2.
 Cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng: Rbt = 0.9 MPa = 900 kN/m2.


 γb = 1.0
 Es = 21x104 MPa; Eb =27x103 MPa.
- Cốt thép nhóm:
 ∅ ≤10=¿CI: RS = 225 MPa, RSW = 175 Mpa.
 ∅>10=¿CII: RS = 280 MPa, RSW = 225 Mpa.
 Cốt thép chịu kéo của sàn CII
 Cốt thép chịu kéo của dầm, cột, móng CII
 Cốt đai CI
2. Kích thước mặt bằng cơng trình:
3.
Hình 1.1 Sơ đồ mặt bằng lưới sàn
18550
4350
3250


2000

7100

900

100 1000

1000

1000 100

3800

500

3550

3700

2100

3200

16450

MẶ
T BẰ
NG LẦ
U 1 TL:1/100


3900

900

1400

1400

D3

1000

700 100

200

100 600

100 860

1100

600
1365

250 515

300
100

200700

200 900
100
1200

4200

100

BẾ
P Ă
N

Dv

D3

5050

2200

+6.650

3800

WC2

2200


+6.600

200

P.SHC

940

+6.650

P.NGỦ1

1200

700

+6.650

3350

900 100

1250

1400

1100

500
100


100

1150

150

100

400

515 250

10000

2800

1365

600
1970

1100

2700

D4

200 700


OS1

3800

4900

300 500 200
100

200 1000 200

3000

2200

LAN CAN 2

1200


+19.800

+16.730

13.370

+10.010

+6.650


+3.675

+0.000


Phần 1: Tính tốn và bố trí cốt thép tồn sàn:
-

Chọn sơ bộ các kích thước tiết diện và cấu tạo sàn:
Mái: sử dụng mái bằng, bê tông cốt thép, chỉ có hoạt tải sửa chữa.

- Bản sàn: giả sử lựa chọn sơ bộ theo:

( 351 ÷ 401 ) L =( 351 ữ 401 ) ì3900=97.5 ữ111.1 mm

hb =

-

1

Vy, chn bề dày bản sàn là hb= 100 mm.
Dầm phụ : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
4900
=270 ÷350 mm , chọn h dp=300 mm .
14 ÷ 18
hd
300
b d=
=

mm , chọn bdp =200 mm .
2 ÷3 2 ÷3
h d=

- Dầmchính : chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm
4900
=320÷ 600 mm , chọn hdp =500 mm .
8 ÷15
hd
400
b d=
=
mm , chọn bdp =250 mm
2 ÷3 2 ÷3
h d=

-

Ngồi ra cịn có dầm (400x200)
CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CỘT
1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:
- -cơng có tiết diện 200x300
2. Tải trọng dầm:
a. Dầm chính (200x500):
gd =b ( h−h s ) ng γ b=0.2 × ( 0.5−0.1 ) ×1.1 ×25=2.2 kN / m

Trong đó:

b- bề rộng dầm (200 mm)
h- chiều cao dầm 500 mm)

hs- bề dày sàn (100 mm)
ng- hệ số vượt tải
b- khối lượng riêng bê tông (25kN/m2)
b. Dầm (200x300):
gd =b ( h−h s ) ng γ b=0.2 × ( 0.3−0.1 ) ×1.1 ×25=1.1 kN /m


3. Tĩnh tải tường: tải tường dạng phân bố đều trên dầm:
Chọn tầng có chiều cao lớn nhất là htầng = 3.675 ( m)
Tường bao : gt =b t ×ht × ng × γ t =0.2 ×3.175 ×1.1 ×18=12.573 kN /m
Tường giữa : gt =bt × ht ×n g ×γ t =0.1× 3.225 ×1.1× 18=12.573 kN /m

Trong đó:

bt - bề dày tường (0.1m-0.2 m)
ht - chiều cao tường (h – hd = 3.675 – 0.5 = 3.175 ( m)
t - khối lượng riêng tường (18 kN/m2)
ng - hệ số vượt tải

4. Kích thước cột:
Tiết diện cột được chọn thơng qua ước lượng tổng tải đứng tác dụng lên cột. Và
việc thay đổi tiết diện cột cần tuân theo quy tắc sau để tránh thay đổi đột ngột độ
cứng của cột: độ cứng của cột trên không được nhỏ hơn 70% độ cứng của cột dưới,
nếu 3 tầng giảm độ cứng liên tục thì tổng lượng thay đổi khơng q 50 %.
Việc chọn kích thước tiết diện cột sẽ được thực hiện theo các bước sau:
Tiết diện cột được chọn sơ bộ theo cơng thức:
Ao =n

 Trong đó:


kt N
Rb

n là số tầng (4 tầng)
Rb - Cường độ chịu nén của bê tơng (B20có Rb= 11.5 MPa).
kt - Hệ số xét đến ảnh hưởng khác nhau như momen uốn, hàm
lượng cốt thép, độ mảnh cột. (chọn 1.1 - 1.5)
N - Lực nén được tính tốn gần đúng như sau:
N i=qs × Si + g d + gt + g c

Trong đó:

qs – trọng lượng sàn trong diện truyền tải
Si – diện truyền tải tầng thứ i
gd – trọng lượng dầm trong diện truyền tải
gt – trọng lượng bản thân tường trong diện truyền tải
gc – trọng lượng bản thân cột


n

gd =∑ b i × hi × ng × γ b × Li
1
n

gt =∑ b t ×ht × ng × γ t × Lt
1
n

gc =∑ bc × hc × n g × γ b × H c (Chưa biết các cột phía trên)

1

Chọn cột 2-A làm cột tính sơ bộ tiết diện cột .
Sẽ lấy qs max , gdầm max , gt max
N= 6x [(3.962+3,6) *
(3.55/2*4.9/2+3.8/2*4.9/2)+2.2*((3.55+3.8)/2+4.9/2)+12.575*(3.55+3.8+4.9)/
2]=923( KN)

Ao =

kt N
= (1.1-1.5) *923/(11.5*1000)=(1.1-1.5) *0.08026 (m 2)
Rb

=(1.1-1.5)80261(mm2)
Lấy kt =1.1 ,suy ra A0 =88287 mm2

 Chọn cột 300x300 (mm)
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ DẦM CỘT TRÊN MỖI TẦNG NHƯ SAU :




Hình 1.2 Sơ đồ mặt bằng bố trí dầm, cột

THIẾT KẾ SÀN

OS 6
3800


OS 1

OS 2
OS 3

OS 5
1600

4900

B

3000

2200

1100

C

800
150

3550

OS 4
A

1200


3550

3800

2000

3200

3900

900

16450

1

2

3

4

MẶT BẰNG THÉ
P SÀ
N LẦ
U 1 TL: 1/100
1. Phân loại bản sàn:

5


6


- Xét tỉ số 2 cạnh ô bản làm việc, L1 là cạnh ngắn, L2 là cạnh dài như sau:
 Nếu L2 / L1 ≤ 2=¿ Bản thuộc loại bản kê, bản làm việc 2 phương .
 Nếu L2 / L1>2=¿ Bản thuộc loại bản dầm, coi như bản làm việc 1 phương
L1.
STT Tên ơ bản
1
2
3
4
5
6

OS1
OS2
OS3
OS4
OS5
OS6

TẢI TRỌNG:
1. TĨNH TẢI

kích thước
L2(m)
4.900
4.900
3.800

3.200
3.900
4.900

L1(m)
3.550
3.800
2.000
1.200
3.800
1.300

L2/L1

Loại bản

1.38
1.29
1.90
2.67
1.02
2.77

Làm việc 2 phương
Làm việc 2 phương
Làm việc 1 phương
Làm việc 2 phương
Làm việc 2 phương
Làm việc 1 phương



Hình 2.1 Cấu tạo sàn
Bảng 2.1 Tải trọng tác dụng lên sàn thường:

- Tất cả tường biên là tường 200, còn lại tường ngăn là tường 100 (kể cả tấm chắn
ban cơng). Để thiên về an tồn và đơn giản trong việc tính tốn, ta cho tường có
mặt ở tất cả bên trên dầm.


2

Tính cốt thép cho sàn tốn.
L1

- Tính cho ơ bản loại làm việc 2 phương

L2

Hình 3.2 Sơ đồ ơ sàn 2 phương


- Các ơ sàn đều có hd/hb = 400/100 = 4 ≥ 3 xem bản ngàm vào dầm
 Tính theo sơ đồ 9 gồm 4 biên ngàm.
Sơ đồ tính

Tính M, rồi tính :
α m=

ξ R b b h0
M

; ξ=1−√ 1−2 α m ; A s=
2
Rs
R b b h0


Tính As ,chọn thép sàn


Tính sàn 1 phương




Kiểm tra võng và nứt cho ô sàn lớn nhất ( theo TCVN 5574-2012):
-

Ta chọn ô bản 2để kiểm tra vì có tải trọng và nhịp lớn nhất trong các ô

bản để kiểm tra độ võng và nứt cho sàn.
Với tải trọng tiêu chuẩn, ta tìm được nội lực như sau:
M tc1 =

294 daN/m

M tc2 =

177 daN/m

M tcI =


672 daN/m

M II =

404 daN/m

tc

 Kiểm tra hình thành khe nứt:
- Mơmen cực hạn gây ra nứt cho tiết diện được tính tốn theo cơng thức sau:
M crc =R bt , ser W pl


Trong đó:
Rbt ,ser =1.4 MPa đối với B 20
'

2 ( I b 0 +α I s 0 +α I s 0 )
W pl =
+ Sb 0
h−x

Trong đó:
-

'

I b 0 , I s 0 , I s 0 : lần lượt là mơmen qn tính đối với trục trung hồ của diện tích


vùng bê tơng chịu nén, của diện tích cốt thép chịu kéo và của diện tích cốt thép chịu nén.
-

Sb 0 : mô men tĩnh đối với trục trung hồ của diện tích vùng bê tơng chịu kéo.

-

W pl : mô men kháng uốn của tiết diện đối với thớ bê tơng chịu kéo ngồi cùng

cốt thép đến biến dạng không đàn hồi của bê tông vùng chịu kéo.
-

Vị trí trục trung hịa

được xác định từ phương trình:
'

'

Sb 0 + α S s 0−α S s 0 =

h−x
A bt
2

Với S'b 0 , S 's 0 , S s 0 lần lượt là mơ men qn tính tĩnh đối với trục trung hịa
của diện tích vùng bê tơng chịu nén, diện tích cốt thép chịu nén và diện tích cốt
thép chịu kéo.
 Trường hợp 1: Tính tại giữa nhịp: M =294 daNm/m
Vì tính ở nhịp nên khơng có cốt thép trong vùng nén A's=0

'

Sb 0 =

b x2 '
; S s 0=0 ; S s 0 =A s ( h0 −x ) ; A bt =b ( h−x )
2

Với α =

Es 21000
=
=7
E b 3000

Thép ϕ6 thuộc loại CI có Es=21.104Mpa

Bêtơng B20 đóng rắn tự nhiên Eb=27.103MPa

b h 2+2 α A s h0 100 × 10 x 10+2× 7 ×1.66 × 8.5
¿> x=
=
=5.04 cm
2 ( α A s+ bh )
2 (7 × 1.66+100 ×10 )


Tính W pl :

-


b x3
5.04 3
4
=100 ×
=4267.5 cm
3
3
2
b ( h−x )
2
4
Sb 0 =
=50× ( 10−5.04 ) =1230 cm
2
I s 0= A s ( h0−x )2=1.66 × ( 8.5−5.04 )2=19.87 cm 4
I b 0=

'

I s 0=0
'

2 ( I b 0 +α I s 0 +α I s 0 )
2 ( 4267.5+ 7 ×19.87+7 × 0 )
3
W pl =
+ Sb 0=
+1230=3007 cm
h−x

10−5.04
M crc =R bt , ser W pl =14 × 3007=43479.4 daNcm=434.794 daNm

Kiểm tra điều kiện:
M = 297 ≤ Mcrc = 420.98 daNm => Không xuất hiện vết nứt ở nhịp
 Trường hợp 2: Tính tại gối: M =672 daNm/m
A s=3.87 cm 2
'

A s=1.66 cm

2

2

b (h−x) '
S =
; Ss 0 =A 's ( h0 −x ) ; S s 0= A s ( h0−h+ x ) ; Abt =bx
2
'
b0

Với α =

Es 21000
=
=7
E b 3000

Thép ϕ8 thuộc loại CI có Es=21.104MPa


Bêtơng B20đóng rắn tự nhiên Eb=27.103Mpa

bx2 – (1.5hb + αAs’ + αAs)x + 0.5bh2 + αAs’h0 – αAsh0 + αAsh = 0

100x2–(1.5x10x100+7x1.66+7x3.87)x+0.5x100x10x10+7x1.66x8.5-

7x3.87x8.5+7x3.87x10=0



100x2 -1538.71x + 5139.41= 0

x = 4.92 cm
Tính W pl :

-

3

3

b(h−x)
( 10−4.92)
I b 0=
=100 ×
=4369.9 cm 4
3
3
2

bx
Sb 0 =
=50 ×4.922 =1210.32cm 4
2
2
2
4
I s 0= A s ( h0−h+ x ) =3.87 × ( 8.5−10+4.92 ) =45.27 cm
'

'

2

2

I s 0= A s ( h0−x ) =1.42 ( 8.5−4.92 ) =18.2 cm

4

'

2 ( I b 0 +α I s 0 +α I s 0 )
2 ( 4369.9+ 7 ×45.27+ 7 ×18.2 )
3
W pl =
+ Sb 0=
+1210.32=5105.7 cm
h−x
10−4.92

M crc =R bt , ser W pl =14 x 5105.7=71479.8 daNcm=714.798 daNm

Kiểm tra điều kiện:
M = 672 ≤ Mcrc = 714.798 daNm => Không xuất hiện vết nứt ở gối.
-

Kết luận: Không xuất hiện vết nứt trên cấu kiện.
 Kiểm tra độ võng
Độ võng giữa nhịp ; chỉ xét tải tiêu chuẩn:
f =β

-

1 2
M tc 2
l =β
l
r
B

()

Độ cứng chống uốn của dầm khơng có khe nứt:
B1=φ b 1 Eb I ¿
B1
B 2=
φb 2

-


φb là hệ số ảnh hưởng đến từ biến của bê tông
φb1 = 0.85 với bê tông nặng ; φb2 = 2

-

Ired – moment quán tính của tiết diện quy đổi với trục trọng tâm của tiết diện:
3

I ¿=

3

b h 100 ×10
4
=
=8333.3 cm
12
12


→ B1 =φb 1 Eb I ¿ =0.85 ×3000 × 8333.3=21249915 kN cm
→ B2 =

2

B1 21249915
4
=
=10624957.5 cm
φb 2

2

Ta có: gcs =396.2 daN /m2 ; p cs =360 daN /m2 ; pd h=70 daN /m2
→ P 1=( 396.2+ 360 ) × 3.8 ×4.9=14080.4 daN ; P2=( 396.2+70 ) ×3.8 × 4.9=8178 daN
Moment tính võng tính dựa vào tải tác dụng ngắn hạn và dài hạn:
−M 1=m91 × P 1=0.0208 ×14080.4=daNm /m=292.9 kNcm/m
−M 2=m91 × P2=0.0208 ×8178 daNm /m=170.1 kNcm/m

- β: hệ số phụ thuộc liên kết và dạng tải trọng tác dụng. Ta có bản sàn có dạng kết
cấu 2 đầu ngàm vào dầm và chịu tải phân bố đều ⟶ β=1/16
⟶Độ võng của dầm:
f =f 1+ f 2= β

M1 2
M2 2 1
292.9
307
2
l +β
l = × 600 ×
+
=0.96 cm
6
6
B1
B2
16
21.2× 10 10.6 ×10

(


)

Ta có độ võng giới hạn của sàn phẳng khi nhịp L = 4.9m: là [f] = L/200 = 2.45 cm
=> f = 0.96 cm < 3 cm
 Ta có: f < [f] nên thỏa điều kiện độ võng của ô bản.
Phần 2: THIẾT KẾ DẦM VÀ CỘT BẰNG PHẦN MỀM ETAPS :
1.TÍNH DẦM
Tỉnh tải
a. Tĩnh tải sàn: Đã tính ở mục phần 1 (gs = 121.2kN/m2),
Riêng nhà vệ sinh(gs=329.4 kN/m2)
Lưu ý : đã trừ btct dày 100 mm có g=275 kN/m 2 do phần mềm tính trọng lượng
bản thân
b. Tĩnh tải tường:
Ghi chú:Tải tường chỉ có ở các tầng bên dưới, tầng mái khơng có tải tường.
c. Hoạt tải
PS=360 dN/m2
Riêng nhà vệ sinh OS4 là Ps=240 dN/m2
Lưu ý: gắn tải tương lên dầm ảo
d. Tải gió


Nhận xét: Tải trọng gió tác dụng lên khung khơng gian được tính tốn tương tự khung
phẳng.
Tải gió bao gồm 2 thành phần tĩnh và động:
Vì cơng trình có chiều cao dưới 40m nên thành phần gió động của tải trọng gió khơng
cần xét đến.
Tải trọng gió tác dụng lên khung khơng gian phải tính tốn theo 4 hướng: gió
trái, gió phải, gió trước, gió sau. Mỗi hướng gió gồm gió đẩy và gió hút. Phải tính
tốn tải trọng gió lên tất cả các dầm biên của cơng trình.

Tải trọng gió tác dụng lên dầm biên:
a. Gió đẩy:
W =W 0 ×k × c × n× B tg(

kN
)
m

Trong đó: Wo – giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo TCVN 2737-1995
(cơng trình được xây dựng tại TP HCM: Wo = 95 kN/m2, khu vực II.A giảm 12 kN/m2
nên còn 83 daN/m2)
k- hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và
dạng địa hình. (Tra trong tiêu chuẩn 2737-1995).
n- hệ số tin cậy (lấy giá trị n = 1.2)
c- hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng cơng trình (c = +0.8)
Btg- chiều cao tầng nhà (Btg = 3.63 m)

a. Gió hút: (phía khuất gió của cơng trình)
'

W =W 0 ×k × c ×n × Btg (

kN
)
m

Trong đó: Wo – giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo TCVN 2737-1995
(cơng trình được xây dựng tại thành phố Cần Thơ – khu vực II.A: W o = 95 kN/m, khu
vực II.A giảm 12 kN/m nên còn 83 daN/m2)
k- hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ

n- hệ số tin cậy (lấy giá trị n = 1.3)
c’- hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng cơng trình (c = - 0.6)
Btg- chiều cao tầng nhà (Btg = 3.6 m)
BẢNG TÍNH EXCEL


1.Gió tĩnh
Giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh:
Wj = Wok(zj)c
trong đó:
c = 0.8 + 0.6
=
1.4
k(zj) - hệ số tính đến sự thay đổi áp lực
gió theo chiều cao
Gió tĩnh
Wj
Bx
By
Fx
Fy
STORY zj (m)
k(zj)
2
(T/m )
(m)
(m)
(T)
(T)
c - hệ số khí động


19.80

RF
FT

16.73
13.37

F3

10.01

F2

6.65

F1

3.63

FL
BASE

0.00

0.795

0.092


0.758

0.088

0.712

0.083

0.657

0.076

0.586

0.068

0.494

0.057

0.000

0.000

18

5.2

18


5.2

18

5.2

18

5.2

18

5.2

18

5.2

18

5.2

ở các cột A4,C4,A3,C3 là 25kN
Tổ hợp nội lực

Gió tĩnh
Fx (kN)

Fy (kN)


1.47

5.10

14.74

51.03

1.54

5.33

15.39

53.28

1.45

5.00

14.46

50.04

1.33

4.61

13.33


46.14

1.07

3.70

10.69

36.99

1.08

3.75

10.84

37.53

0.00

0.00

0.00

0

Lực do
bể
nước
tác

dụng


Kết quả tính dầm : xem file excel và bản vẽ cad

PHẦN TÍNH CỘT
Các cột trong cơng trình chịu moment theo cả hai phương X, Y nên tính tốn theo cột
chịu nén lệch tâm xiên. Việc giải chính xác cột nén lệch tâm xiên là khó khăn và tốn nhiều
thời gian. Do đó sử dụng phương pháp gần đúng để tính tốn cột chịu nén lệch tâm xiên.
Đây là phương pháp được trình bày bởi GS. Nguyễn Đình Cống. Phương pháp gần đúng
dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương
đương để tính cốt thép. Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn
Anh BS8110 và USA - ACI 318, GS. Nguyễn Đình Cống đã dựa vào nguyên tắc đó để lập ra
các cơng thức và điều kiện tính tốn phù hợp với TCXDVN 356:2005.
Qui ước: mơ men xoay quanh trục Y là Mx, xoay quanh trục X là My. Các cột trong cơng
trình chịu moment theo cả hai phương X, Y nên tính tốn theo cột chịu nén lệch tâm xiên.
Việc giải chính xác cột nén lệch tâm xiên là khó khăn và tốn nhiều thời gian. Do đó sử dụng
phương pháp gần đúng để tính tốn cột chịu nén lệch tâm xiên. Đây là phương pháp được
trình bày bởi GS. Nguyễn Đình Cống. Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường
hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép. Nguyên
tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn Anh BS8110 và USA - ACI 318,
GS. Nguyễn Đình Cống đã dựa vào ngun tắc đó để lập ra các cơng thức và điều kiện tính
tốn phù hợp với TCXDVN 356:2005.