Thiết kế sàn tầng 2

thiết kế sàn tầng 2 i. phân tích giải pháp kết cấu. Công trình dùng hệ khung bê tông cốt thép chịu lực, do đó bao quanh sơ đồ sàn là các dầm bê tông cốt thép. vì thế liên kết bản sàn với dầm bê tông cốt thép bao quanh là liên kết ngàm. Vì vậy bản sàn công trình là loại bản liên tục, ta có phương án tính toán như sau. - Với các ô sàn bình thường tính toán theo sơ đồ khớp dẻo. - Với các ô sàn đặc biệt (Sàn ô vệ sinh) có yêu cầu về chồng nứt tính theo sơ đồ đàn hồi. iI. Xác định sơ đồ tính. 1. Mặt bằng ô sàn. Mặt bằng ô sàn tầng 2 2.Xác định sơ bộ chiều dày bản. Chiều dày của sàn xác định sơ bộ theo công thức: hb = m = 40 á 45. Chọn m = 40 D = 0,8 á 1,4 phụ thuộc vào tải trọng. Chọn D = 1 L = 360 cm : cạnh ngắn của ô sàn lớn nhất. ị hb = 9,0 cm ị Chọn hb = 10 cm cho toàn bộ các ô sàn. 3.Xét sơ đồ tính. Khi L2/L1 ³ 2 : Thuộc loại bản dầm, bản làm việc theo phương cạnh ngắn. Khi L2/L1 < 2 : Thuộc loại bản kê bốn cạnh, bản làm việc theo 2 phương. Bảng các loại ô sàn Tên ô bản L2 (m) L1 (m) L2/L1 Loại ô bản Số lượng ô Ô1 6,0 3,3 1,82 Bản kê 6 Ô2 4,8 3,3 1,45 Bản kê 2 Ô3 4,2 3,6 1,17 Bản kê 1 Ô4 3,6 3,3 1,09 Bản kê 2 Ô5 3,3 2,4 1,37 Bản kê 2 Ô6 3,3 2,1 1,57 Bản kê 4 Ô7 3,3 1,2 2,75 Bản dầm 2 Ô8 3,1 1,8 1,72 Bản kê 2 Ô9 3,3 1,5 2,2 Bản dầm 2 Ô10 2,92 1,5 2,0 Bản dầm 2 Ô11 2,1 1,8 1,17 Bản kê 2 4. Sơ đồ tính. a. Tính bản kê theo sơ đồ khớp dẻo. - Gọi các cạnh bản là: A1, B1, A2, B2 - Gọi momen âm tác dụng phân bố trên các cạch bản là: AA1, AB1, AA2, AB2 - ở vùng giữa bản momen dương theo 2 phương là: M1 và M2 - Các momen nói trên đều được tính cho mỗi đơn vị bề rộng bản b = 1m - Dùng phương án bố trí cốt thép đều theo mỗi phương. - Phương trình tính toán momen: (1) - Lấy M1 làm ẩn số chính và qui định tỷ số: ; ; sẽ đưa phương trình về còn một ẩn số M1. Sau đó dùng các tỉ số đã quy định để tính lại các momen khác nhau: MAi= Ai.M1 b. Tính bản kê theo sơ đồ đàn hồi. Sơ đồ tính là sơ đồ 9 (Sách sổ tay thực hành kết cấu công trình-PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng) 4 cạnh ngàm, có kể đến tính liên tục của các ô bản. Từ đó ta có công thức sau: Công thức tính cho các ô bản: - Momen dương lớn nhất ở giữa bản: M1 = m11P’ + mi1.P” (kG.m) M2 = m12P’ + mi2.P” - Momen âm lớn nhất ở gối: MI = - ki1P MII = - ki2P Trong đó: P = (g+p).L1.L2 (g: tĩnh tải sàn, p: hoạt tải sàn) P’ = p/2.L1.L2 P” = (g + p/2).L1.L2 Hệ số mi1; mi2; ki1; ki2 đã được tính sẵn, phụ thuộc vào tỷ số L2/L1, tra bảng. i - số kí hiệu ô bản đang xét. 1, 2 - chỉ phương đang xét là L1 hay L2. c. Tính bản loại dầm. Với các ô bản loại dầm làm việc theo 1 phương: ta giả định cắt 1 giải bản bề rộng 1m theo phương cạch ngắn và coi đó là dầm liên kết 2 đầu ngàm để tính toán. Momen tại 2 đầu ngàm: Mng = Momen tại giữa nhịp: Mnh = III. Xác định tải trọng. 1. Tĩnh tải. Phần tĩnh tải do trọng lượng bản thân các lớp sàn tác dụng trên 1m2 mặt bằng sàn xác định theo bảng sau. a. Tĩnh tải sàn Ô1; Ô2; Ô3; Ô6 á Ô11 . Số TT Các lớp cấu tạo d (m) g (kG/m3) gtc (kG/m2) n gtt (kG/m2) 1 - Sàn lát gạch Viglacera. 0,01 2000 20 1,1 22,0 2 - Lớp vữa lót xi măng cát vàng. 0,02 1800 36 1,3 46,8 3 - Bản sàn BTCT. 0,10 2500 250 1,1 275,0 4 - Vữa trát trần xi măng cát. 0,015 1800 27 1,3 35,1 Tổng cộng: 333 378,9 b. Tĩnh tải sàn khu vệ sinh Ô4. - Trên sàn khu vệ sinh xây tường 110, cao 2,4 m. Số TT Các lớp cấu tạo d (m) g (kG/m3) gtc (kG/m2) n gtt (kG/m2) 1 - Sàn lát gạch chống trơn Viglacera. 0,01 2000 20 1,1 22,0 2 - Lớp vữa lót xi măng cát vàng. 0,02 1800 36 1,3 46,8 3 - Bản sàn BTCT. 0,10 2500 250 1,1 275,0 4 - Vữa trát trần xi măng cát. 0,015 1800 27 1,3 35,1 5 - Quy đổi tường ngăn khu vệ sinh. 172 1,1 189,2 Tổng cộng: 505 568,0 c. Tĩnh tải sàn khu vệ sinh Ô5. Số TT Các lớp cấu tạo d (m) g (kG/m3) gtc (kG/m2) n gtt (kG/m2) 1 - Sàn lát gạch chống trơn Viglacera. 0,01 2000 20 1,1 22,0 2 - Lớp vữa lót xi măng cát vàng. 0,02 1800 36 1,3 46,8 3 - Bản sàn BTCT. 0,10 2500 250 1,1 275,0 4 - Vữa trát trần xi măng cát. 0,015 1800 27 1,3 35,1 5 - Quy đổi tường ngăn khu vệ sinh. 212 1,1 233,2 Tổng cộng: 545 612,0 2. Hoạt tải Phần hoạt tải tác dụng trên 1m2 mặt bằng sàn xác định (Theo TCVN 2737 – 1995) Số TT Loại phòng Ptc (kG/m2) n Ptt (kG/m2) 1 - Phòng ngủ. 200 1,2 240 2 - Buồng tắm, vệ sinh. 200 1,2 240 3 - Hành lang thông các phòng. 300 1,2 360 4 - Ban công. 400 1,2 480 IV. Tính cốt thép. 1. Tính ô bản Ô1 (Tính bản kê theo sơ đồ khớp dẻo): 1.1 Tính toán nội lực. Tổng tải trọng tác dụng lên sàn Ô bản 1. qb = gb + pb = 378,9 + 240 = 618,9 kG/cm2 Xác định sơ bộ kích thước của dầm phụ, dầm chính theo công thức sau: ; ; Chọn sơ bộ bdp; bdc = 220 cm Nhịp tính toán: L01 = 3300 - 220 = 3080 cm = 3,08 m L02 = 6000 - 220 = 5780 cm = 5,78 m Xét tỷ số r = = 1,88 ị 1,5 < r < 2 Tra bảng 6.2 (Sách sàn BTCT toàn khối) nội suy được: q = 0,372; A1 = B1 = 1; A2 = B2 = 0,572 Ta có: MA1 = A1.M1; MA2 = A2.M1; MB1 = B1.M1; MB2 = B2.M1; M2 = q.M1 Từ pt (1) ị M1 = ị M1 = 241,1 kG/m ị MA1 = MB1 = 1.M1 = 241,1 kG.m ị MA2 = MB2 = 0,572.M1 = 137,9 kG.m ị M2 = q.M1 = 0,372.M1 = 89,7 kG.m 1.2 Chọn vật liệu. + Bê tông mác 250 có: - Rn = 110 kG/cm2 - Rk = 8,8 kG/cm2 + Thép chịu lực dầm AII có: Ra = 2800 kG/cm2 + Thép sàn + thép đai dầm A1 có Ra = 2300 kG/cm2 1.3 Tính toán cốt thép. + Chọn lớp bảo vệ ao = 1,5 cm cho mọi tiết diện. ị ho = hb – ao = 10 - 1,5 = 8,5 cm a. Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn (L01). ăTính cốt thép dương tại giữa nhịp: (M1 = 241,1 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,030 < Ad = 0,3 Fa = 1,252 cm2 Chọn F6, a = 20cm, có Fa = 1,41 cm2 Kiểm tra 0,166% m = 0,166% > mmin = 0,05% ăTính cốt thép âm hai đầu ngàm: (MA1 = MB1 = 241,1 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,030 < Ad = 0,3 Fa = 1,252 cm2 Chọn F6, a = 20cm, có Fa = 1,41 cm2 b. Tính cốt thép theo phương cạnh dài (L02). ăTính cốt thép dương tại giữa nhịp: (M2 = 89,7 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,011 < Ad = 0,3 Fa = 0,462 cm2 Chọn F6, a = 20cm, có Fa = 1,41 cm2 ăTính cốt thép âm tại hai đầu ngàm: (MA2 = MB2 = 137,9 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,017 < Ad = 0,3 Fa = 0,712 cm2 Chọn F6, a = 20cm, có Fa = 1,41 cm2 2. Tính ô bản Ô4 (Tính bản kê theo sơ đồ đàn hồi): 2.1 Tính toán nội lực. Tổng tải trọng tác dụng lên sàn Ô bản 4. qb = gb + pb = 568 + 240 = 808 kG/cm2 Sơ đồ tính là sơ đồ 1; 9 (Sách sổ tay thực hành kết cấu công trình-PGS.TS Vũ Mạnh Hùng) – 4 cạnh ngàm. Kích thước ô bản: L2´L1 = (3,6´3,3)m; Xét tỷ số: = 1,09 Tra bảng 1-19, sơ đồ 1;9 có: m11 = 0,0399 ; m12 = 0,0330 m91 = 0,0194 ; m92 = 0,0161 k91 = 0,0450 ; k92 = 0,0372 Momen dương lớn nhất ở giữa bản: M1 = m11.P’ + m91.P” M2 = m12.P’ + m92.P” Momen âm lớn nhất ở gối: MI = k91.P MII = k92.P Trong đó: P = (g+p).L1.L2 = 808,0.3,3.3,6 = 9599 kG P’ = p/2.L1.L2 = 240/2.3,3.3,6 = 1425,6 kG P” = (g + p/2).L1.L2 = (568 + 240/2).3,3.3,6 = 8173,4 kG ị Ta có: M1 = 0,0399.1425,6 + 0,0194.8173 = 215,4 kG.m M2 = 0,033.1425,6 + 0,0161.8173 = 178,6 kG.m MI = 0,0450.9599 = 432 kG.m MII = 0,0372.9599 = 357 kG.m 2.2 Tính toán cốt thép. + Chọn lớp bảo vệ ao = 1,5 cm cho mọi tiết diện ị ho = hb - ao = 10 - 1,5 = 8,5 cm ăTính cốt thép momen dương: (M1 = 215,4 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,027 < Ad = 0,3 Fa = 1,117 cm2 Chọn F6, a = 20cm, có Fa = 1,41 cm2 0,166% ăTính cốt thép momen âm: (MI = 432,0 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,054 < Ad = 0,3 Fa = 2,273 cm2 Chọn F6, a = 12cm, có Fa = 2,36 cm2 0,294% ăTính cốt thép momen dương: (M2 = 178,6 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: 0,022 < Ad = 0,3 Fa = 0,924 cm2 Chọn F6, a = 20cm, có Fa = 1,41 cm2 0,166% ăTính cốt thép momen âm: (MII = 357,0 kG.m) - Tính như cấu kiện chịu uốn: Fa = 1,87 cm2 Chọn F6, a = 15cm, có Fa = 1,89 cm2 ăVới các ô bản còn lại để tiện theo dõi và tính toán ta lập bảng.