Cách chọn sơ bộ tiết diện cột, dầm, sàn, móng BTCT

0
6336

Trong cấu kiện bê tông cốt thép, thì bê tông có khả năng chịu nén tốt hơn nhiều so với thép vì vậy, chọn sơ bộ tiết diện cột, dầm, sàn, móng cấu kiện bê tông là bước cơ bản đầu vào để thiết kế ra khả năng chịu lực giữa bê tông và cốt thép, từ đó chọn kích thước cấu kiện và hàm lượng cốt thép chính xác hơn và tiết kiệm hơn. Dưới đây là công thức lựa chọn sơ bộ các cấu kiện bê tông cốt thép theo đúng tiêu chuẩn và theo kinh nghiệm thực tế

Những lưu ý khi lựa chọn kích thước sơ bộ cấu kiện btct

Khi thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép chúng ta nên để ý những vấn đề sau:

Phối hợp với bản vẽ kiến trúc lựa chọn kích thước dầm, sàn, cột sao cho mang tính thẩm mỹ, phù hợp với công năng sử dụng của căn phòng ( ví dụ: lựa chọn chiều rộng b của dầm, cột trùng với chiều rộng của bức tường xây, để tránh dầm cột hở ra gây chướng mắt, mất thẩm mỹ)

Lựa chọn sơ bộ kích thước cột, dầm sao cho tiết kiệm, đảm bảo yếu tố chịu lực, tránh chọn tiết diện cột dầm, sàn thừa quá gây lãng phí dẫn đến tải trọng tác dụng lên móng phía dưới tăng lên, dẫn đến chi phí của móng cũng sẽ tăng theo

Các bước cột dầm không nên xa quá vượt tiêu chuẩn thiết kế, dẫn đến kích thước của các cấu kiện cũng sẽ tăng theo, không đảm bảo độ võng cũng như yếu tố chịu lực của kết cấu.

Quan niệm khung bê tông cốt thép là kết cấu siêu tĩnh bậc cao. Nội lực trong khung không chỉ phụ thuộc vào sơ đồ, tải trọng tác dụng mà còn phụ thuộc vào độ cứng của các cấu kiện khung. Vì vậy khi tính toán khung cần biết trước kích thước của các tiết diện dầm và cột. Việc chọn sơ bộ kích thước các tiết diện dầm và cột tốt nhất là dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế trên cơ sở các kết cấu tương tự đã xây dựng, tuy nhiên một cách gần đúng ta có thể xác định kích thước như dưới đây

Cách chọn sơ bộ tiết diện cột btct

Trong tính toán lựa chọn sơ bộ kích thước của cột bê tông cốt thép, ta coi cột như chịu nén đúng tâm, công thức chọn sơ bộ diện tích tiết diện của cột như sau

Fb=kN/Rn

Trong đó

  • Fb: diện tích tiết diện cột, từ diện tích này ta lựa chọn được kích thước sơ bộ cho chiều rộng b và cao h của cột
  • k: hệ số kể tới momen uốn, k=1,1 đối với cột trong nhà, k =1,3 đối với cột biên, k=1,5 đối với cột góc
  • N: nội lực tính toán sơ bộ của trọng lượng bản thân, hoạt tải từ bản sàn, dầm, tường truyền xuống cột
  • Rn: cường độ chịu nén của bê tông
chọn sơ bộ tiết diện cột

Sau khi lựa chọn kích thước sơ bộ cho cột ta kiểm tra điều kiện ổn định cột theo công thức như sau:

Đối với tiết diện vuông, chữ nhật: λ = l0/b ≤ 30

Trong đó:

  • λ: độ mảnh của cột
  • b: bề rộng cột
  • l0 = 0,5H (liên kết 2 đầu ngàm, với H chiều dài của cột)
  • l0 = 0,7H (liên kết 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp)
  • l0 = 2H (liên kết 1 đầu ngàm, 1 đầu tự do)

Trong thực tế kích thước cột sẽ thay đổi liên tục theo từng tầng, nếu công trình có nhiều tầng thì cứ 2 đến 3 tầng thay đổi tiết diện cột một lần

>> Bài viết liên quan:

Cốt đai là gì? Cách bố trí cốt đai trong cột, dầm

Cách chọn sơ bộ kích thước dầm

Trong kết cấu hệ dầm sàn bê tông cốt thép toàn khối khung chịu lực, với hệ kết cấu dầm chính và dầm phụ. Có 2 cách để xác định sơ bộ tiết diện dầm btct như sau:

Cách 1:

Tách riêng từng phần dầm xem như là dầm đơn giản chịu tác dụng của tải trọng tính toán q=g+p (kg/m2), xác định theo diện tích truyền tải của sàn, tường, với momen lớn nhất M0=ql2/8. Mô men tính toán M= (0,6-0,7)M0, chọn trước bề rộng dầm là b thì chiều cao của dầm xác định như sau

chọn tiết diện dầm cách 1

Cách 2:

Cách này thường dùng hơn, chọn kích thước dầm sơ bộ theo công thức sau:

Với chiều cao tiết diện dầm: 

công thức chọn kích thước dầm cách 2

Trong đó

  • ld: là nhịp của dầm đang xét đến
  • md: hệ số, với dầm chính md = 8 ÷ 12, với dầm phụ md = 12 ÷ 20, với đoạn dầm công xôn md = 5 ÷ 7

Với kích thước bề rộng dầm b ta chọn trong khoảng b = (0,3 ÷ 0,5)h

Đồng thời kích thước dầm nên lấy theo số chẵn để dễ dàng thi công, ví dụ chiều cao h lấy theo bội số của 50, 100; chiều rộng b lấy theo các kích thước 110, 150, 180, 200, 220, 250…, b lớn hơn nữa thì lấy theo bội số của 50

Chú ý: sau khi đã chọn kích thước dầm cột, sẽ tiến hành tính toán nội lực, tính cốt thép cho từng cấu kiện, sau đó kiểm tra lại kích thước tiết diện đã chọn, dựa vào hàm lượng cốt thép µ ≤ µmax, nếu không thỏa mãn phải thay đổi kích thước tiết diện và tính toán lại

cách chọn kích thước dầm sàn

Hướng dẫn chọn sơ bộ chiều dày bản sàn

Việc chọn chính xác chiều dày bản sàn có ý nghĩa rất quan trọng vì khi thay đổi chỉ một vài centimet thì khối lượng bê tông của toàn sàn cũng thay đổi đáng kể. Chọn chiều dày sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng, chúng ta có thể xác định chiều dày sơ bộ bản sàn hs theo công thức sau

công thức chọn tiết diện sàn

Trong đó:

  • l: là nhịp của bản sàn theo phương chịu lực
  • D = 0,8 ÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng
  • m = 30 ÷ 35 đối với bản loại dầm
  • m = 40 ÷ 45 đối với bản kê bốn cạnh
  • m = 10 ÷ 18 đối với bản công xôn

Đồng thời chọn hs là một số nguyên theo cm, và phải đảm bảo điều kiện theo cấu tạo hs ≥ hmin

hmin = 5cm đối với mái bằng,   hmin = 6cm đối với sàn nhà dân dụng, và bằng 7cm đối với sàn nhà công nghiệp

Dowload file excel tính toán chọn sơ bộ tiết diện cột, dầm sàn dưới đây nhé

download xanh

Chọn sơ bộ kích thước đài cọc và số lượng cọc

Diện tích sơ bộ của đài cọc xác định theo công thức sau

tính diện tích sơ bộ đài cọc

Trong đó:

  • Nott – tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài
  • n – hệ số vượt tải n=1,1
  • h – chiều sâu chôn đế đài
  • γtb – trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài, có thể lấy bằng 20KN/m3
tính sức chịu tải cọc

Với P – sức chịu tải của cọc

d – đường kích cọc tròn hoặc kích thước cạnh cọc vuông

Số lượng cọc trong móng sơ bộ theo công thức

xác định số lượng cọc

Trong đó:

  • Nott – tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài
  • Nđtt – trọng lượng sơ bộ của đài cọc và đất trên các bậc đài Nđtt = n.Fđ.h.γtb
chọn sơ bộ kích thước móng cọc

Chiều cao đài móng xác định theo điều kiện chọc thủng, công thức như sau:

công thức tính chiều cao đáy đài

Trong đó:

  • Pct – lực chọc thủng lấy bằng tổng phản lực của các cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp chọc thủng
  • Rk – cường độ chịu kéo tính toán của bê tông
  • btb – trung bình cộng chu vi đáy trên và đáy dưới tháp chọc thủng

Đồng thời diện tích đài cọc, chiều cao đài cọc phải thỏa mãn điều kiện cấu tạo theo tiêu chuẩn đề ra

Trên đây là một số cách chọn sơ bộ tiết diện cột, dầm sàn, móng bê tông cốt thép, chúng ta nên lưu ý ngoài cách lựa chọn kích thước theo công thức như trên, thì kinh nghiệm của người thiết kế là rất quan trọng, những kích thước trên chỉ là sơ bộ không mang tính tuyệt đối chính xác, là yếu tố đầu vào giả thiết để tính toán ra kết cấu đảm bảo an toàn, tiết kiệm, sau khi có kết quả thì phải kiểm tra lại xem có phù hợp không, từ đó có phương án chấp nhận kết quả hoặc tính toán lại.

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here