Thiết kế sàn tầng 3 + 4

PHẦN II KẾT CẤU (Khối lượng : 50%) GVHD : Th.S VÕ MINH THIỆN CHƯƠNG I : THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3 + 4 I.1 CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO SÀN - Bêtông mác 250 : Rn = 110 kG/cm2 Rk = 8.8 kG/cm2 E = 2.65´105 kG/cm2 - Thép nhóm AII : Ra = 2300 kG/cm2 E = 2.1´106 kG/cm2 I.2 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG 3 + 4 I.2.1. Mặt bằng dầm sàn Hình I.1 : MẶT BẰNG SÀN TẦNG 3 Hình I.2 : MẶT BẰNG SÀN TẦNG 4 I.2.2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm Căn cứ vào nhịp dầm để chọn chiều cao dầm : hd = với m = 8¸12 : Dầm chính m = 12¸20 : Dầm phụ m = 5¸7 : Dầm công xôn L : Chiều dài dầm Bề rộng dầm : bd = (0.3¸0.5)h * Nhịp dầm chính - Dầm khung Nhịp AB = CD có l = 5m ; hd = à chọn (b´h) = 20´50 cm Nhịp BC có l = 2.5m ; hd = à chọn (b´h) = 20´25m - Dầm dọc (1 à 3) có l = 7m ; hd = à chọn (b´h) = 25´60cm (3 à4) có l = 2.5m à chọn (b´h) = 20´25 cm. * Nhịp dầm phụ Nhịp AB có l = 5m ; hd = à chọn (b´h) = 20´35 cm Nhịp BC có l = 2.5m ; hd = à chọn (b´h) = 20´20 cm (1à3) có l = 7m ; hd = à chọn (b´h)= 20´50 cm (3à4) có l = 2.5m ; hd = à chọn (b´h)= 20´20 cm * Dầm môi ban công Chọn (b´h) =20´30 cm * Dầm công xôn L = 1.6m ; hd = à chọn (b´h) = 20´30 cm I.2.3. Chọn bề dày bản sàn Chiều dày hb = (hệ số m = 40¸45, l1 là cạnh ngắn của ô bản) Chọn ô bản có kích thước 3000´5000 để xác định hb hb = = 8.25¸7.33 (với D = 1.1 : do tải trọng không lớn) Để giảm bớt độ rung cho sàn do các chấn động bên ngoài đồng thời tạo độ cứng cho công trình, ta chọn : hb = 8 (cm) cho toàn bộ bản sàn. I.2.4. Xác định tải trọng tác dụng lên ô bản 1. Hoạt tải : p (Theo TCVN 2737-1995) STT LOẠI SÀN ptc (kG/m2) n ptt (kG/m2) 1 Phòng ở, bếp, vệ sinh 150 1.3 195 2 Hành lang 300 1.2 360 3 Ban công 200 1.2 240 Tải trọng do tường xây Ô sàn S3 : gt10= n ´ g ´ h ´ B ´ l = 1.1 ´ 1500 ´ 2.9 ´ 0.1 ´ 4.0 = 1914(kG) Ô sàn S4 : gt10 = n ´ g ´ h ´ B ´ l = 1.1 ´ 1500 ´ 2.9 ´ 0.1 ´ 5.5 = 2632(kG) Ô sàn S2’ : gt10 = n ´ g ´ h ´ B ´ l = 1.1 ´ 1500 ´ 2.9 ´ 0.1 ´ 1.7 = 785(kG) Ô sàn S8 : gt20 = n ´ g ´ h ´ B ´ l = 1.1 ´ 1500 ´ 2.9 ´ 0.2 ´ 1.8 = 1723(kG) 2. Tĩnh tải : g STT LỚP a (cm) g (kG/m3) n gi (kG/m2) 1 Gạch ceramic 0.8 1800 1.2 17.28 2 Vữa lót 2 1800 1.3 46.8 3 Bản BTCT 8 2500 1.1 220 4 Lớp vữa trát trần 1 1800 1.3 23.4 5 Lớp matic và sơn 0.1 Tổng cộng 311.8 3. Tải trọng toàn phần : q = g + p STT LOẠI SÀN g(kG/m2) p (kG/m2) q (kG/m2) 1 Phòng ở, bếp, vệ sinh 311.8 195 492 2 Hành lang 311.8 360 672 3 Ban công 311.8 240 572 4. Cấu tạo các ô sàn Hình 1.2 : CẤU TẠO CÁC Ô SÀN I.3 PHÂN LOẠI CÁC Ô BẢN SÀN I.3.1 Phân loại - Bản sàn đúc toàn khối với dầm. - Quan điểm liên kết giữa các dầm với sàn : nếu hd ³ 3hb thì xem liên kết là ngàm, nếu hd £ 3hb thì xem liên kết là gối tựa. 1. Sàn loại bản dầm (sàn 1 phương) Ô sàn Kích Thước ô bản S6 l1 (m) 1.6 l2 (m) 3.5 l2/l1 2.1 2. Sàn loại bản kê 4 cạnh (sàn 2 phương) Ô sàn Kích Thước ô bản S1 S2 S2’ S3 S4 S5 S7 S8 l1 (m) 3.5 2.5 2.5 3.5 3.5 1.6 2 2 l2 (m) 5 3.5 3.5 5 5 1.8 2.5 2.5 l2/l1 1.43 1.4 1.4 1.43 1.43 1.06 1.25 1.25 I.3.2. Sơ đồ tính Tính bản sàn theo sơ đồ đàn hồi Gọi l1, l2 lần lượt là cạnh ngắn và cạnh dài của các ô bản. Ta xét tỷ số l2/l1. - Nếu l2/l1 2 : Sàn được tính theo loại bản dầm, cắt từng dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính. - Nếu l2/l1< 2 : Sàn được tính theo loại bản kê bốn cạnh, theo sơ đồ đàn hồi bằng cách tra bảng để xác định nội lực lớn nhất. 1. Tính bản kê bốn cạnh : (Bản làm việc theo hai phương) - Nguyên tắc tính * Khi hd > 3hb thì ta xem bản được ngàm vào dầm Các giá trị momen được tính như sau +Giá trị momen ở nhịp M1 = mi1 P M2 = m i2 P +Giá trị momen ở gối MI = ki1 P MII = ki2 P Trong đó mi1, mi2, ki1, ki2 là các hệ số phụ thuộc vào loại ô bản Với q= p + g - Tải trọng tác dụng lên diện tích của ô bản : P = q´l1´l2 - Tùy theo liên kết giữa các ô bản với dầm là ngàm hay tựa mà ta có các loại sơ đồ tính khác nhau. * Ô S1, S3, S4 , S5 có hd > 3hb nên ô này thuộc ô số 9 (bốn cạnh ngàm) Hình 1.3 : Sơ đồ tính ô S1 , S3 , S4 , S5 Moment giữa nhịp theo phương cạnh ngắn: M91=m91´P Moment giữa nhịp theo phương cạnh dài : M92=m92´P Moment ở gối theo phương cạnh ngắn : M9I=k91´P Moment ở gối theo phương cạnh ngắn : M9II=k92´P * Ô S2 , S2’ có một cạnh ngắn hd < 3hb nên ô này thuộc ô số 7 (ba cạnh ngàm và một cạnh ngắn tựa đơn) Hình 1.4 : Sơ đồ tính ô S2 , S2’ Moment giữa nhịp theo phương cạnh ngắn: M71=m71´P Moment giữa nhịp theo phương cạnh dài : M92=m72´P Moment ở gối theo phương cạnh ngắn : M7I=k71´P Moment ở gối theo phương cạnh ngắn : M7II=k72´P * Ô S7, S8 có một cạnh dài hd < 3hb nên ô này thuộc ô số 8 (ba cạnh ngàm và một cạnh dài tựa đơn) Hình 1.5 : Sơ đồ tính ô S7 , S8 2. Tính bản dầm : (bản làm việc 1 phương) Do bản chỉ làm việc chủ yếu theo phương cạnh ngắn nên chỉ cần cắt một dải bản có bề rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn để tính. Tải trọng tác dụng lên sàn q=gtt+ptt Ô bản S6 có hd > 3hb nên liên kết ngàm 4 cạnh. 1600 1600 Hình 1.6 : Sơ đồ tính ô S6 Moment giữa nhịp : M = ql2/24 Moment gối : M = ql2/12 I.4. TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ TÍNH THÉP - Chọn lớp bảo vệ của sàn : ao = 1.5 cm à ho = 6.5cm - Sau khi có momen ta tính các hệ số : A = - Diện tích cốt thép : Fa = - Hàm lượng cốt thép trong bê tông được xác định như sau : m% = ´100 I.4.1. Tính toán nội lực BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NỘI LỰC SÀN TẦNG 3 + 4 Ô SÀN Sơ đồ tính L1 (m) L2 (m) L2/L1 q (kG/m2) Hệ số M (kG.m) S1 9 3.5 5 1.43 492 m1 0.021 M1 180.81 m2 0.0107 M2 92.13 k1 0.0373 MI 312.15 k2 0.024 MII 206.64 S3 9 3.5 5 1.43 674 m1 0.021 M1 247.7 m2 0.0107 M2 126.2 k1 0.0373 MI 439.9 k2 0.024 MII 283.1 S4 9 3.5 5 1.43 743 m1 0.021 M1 273.05 m2 0.0107 M2 139.13 k1 0.0373 MI 484.99 k2 0.024 MII 312.06 S5 9 1.6 1.8 1.06 572 m1 0.0194 M1 33.95 m2 0.0161 M2 28.18 k1 0.045 MI 78.76 k2 0.0372 MII 65.11 S2 7 2.5 3.5 1.4 492 m1 0.023 M1 99.02 m2 0.0102 M2 43.91 k1 0.0526 MI 226.44 k2 0.0202 MII 86.96 S2’ 7 2.5 3.5 1.4 582 m1 0.023 M1 117.13 m2 0.0102 M2 51.94 k1 0.0526 MI 267.87 k2 0.0202 MII 102.87 S7 8 2 2.5 1.25 672 m1 0.0266 M1 89.37 m2 0.0181 M2 60.82 k1 0.0565 MI 189.84 k2 0.0447 MII 150.19 S8 8 2 2.5 1.25 916 m1 0.0266 M1 121.83 m2 0.0181 M2 82.89 k1 0.0565 MI 258.77 k2 0.0447 MII 204.73 1.4.2. Tính toán cốt thép BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG 3 + 4 Ô SÀN Sơ đồ tính ho A g Fa (cm2) m(%) Fa chọn Fa(cm2) m(%) S1 9 6.5 0.039 0.98 1.2 0.185 Ỉ6a200 1.41 0.217 6 0.02 0.99 0.6 0.1 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.069 0.964 2.2 0.338 Ỉ8a200 2.51 0.386 6.5 0.044 0.977 1.4 0.215 Ỉ6a200 1.41 0.217 S3 9 6.5 0.053 0.973 1.7 0.261 Ỉ6a150 1.89 0.291 6 0.027 0.986 0.9 0.15 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.095 0.950 3.1 0.477 Ỉ8a150 3.35 0.515 6.5 0.061 0.969 2 0.307 Ỉ6/8a200 2 0.307 S4 9 6.5 0.059 0.97 1.9 0.292 Ỉ6a150 1.89 0.291 6 0.03 0.985 0.9 0.15 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.104 0.945 3.4 0.523 Ỉ8a140 3.59 0.552 6.5 0.067 0.965 2.2 0.338 Ỉ8a200 2.51 0.386 S5 9 6.5 0.007 0.996 0.2 0.031 Ỉ6a200 1.41 0.217 6 0.006 0.997 0.2 0.033 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.017 0.991 0.5 0.077 Ỉ6a200 1.41 0.217 6.5 0.014 0.993 0.4 0.061 Ỉ6a200 1.41 0.217 S2 7 6.5 0.021 0.989 0.7 0.107 Ỉ6a200 1.41 0.217 6 0.009 0.995 0.3 0.05 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.049 0.975 1.6 0.246 Ỉ6a150 1.89 0.291 6.5 0.019 0.991 0.6 0.09 Ỉ6a200 1.41 0.217 S2’ 7 6.5 0.025 0.987 0.8 0.123 Ỉ6a200 1.41 0.217 6 0.011 0.994 0.3 0.05 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.058 0.97 1.8 0.277 Ỉ6a150 1.89 0.291 6.5 0.022 0.989 0.7 0.107 Ỉ6a200 1.41 0.235 S7 8 6.5 0.014 0.990 0.6 0.092 Ỉ6a200 1.41 0.217 6 0.013 0.993 0.4 0.061 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.041 0.979 1.3 0.200 Ỉ6a200 1.41 0.217 6.5 0.032 0.984 1 0.154 Ỉ6a200 1.41 0.217 S8 8 6.5 0.026 0.987 0.8 0.123 Ỉ6a200 1.41 0.217 6 0.018 0.991 0.6 0.1 Ỉ6a200 1.41 0.235 6.5 0.056 0.971 1.8 0.277 Ỉ6a150 1.89 0.291 6.5 0.044 0.977 1.4 0.215 Ỉ6a200 1.41 0.217 I.4.3. Kết quả tính toán bản 1 phương Bảng giá trị momen và cốt thép nhịp Tên ô bản L1 (m) q (kG/m2) Giá trị ở nhịp M (kG.m) Fa (cm) Chọn thép m% S6 1.6 572 80.92 0.472 Ỉ6a200 0.217 Giá trị ở gối M Fa Chọn thép m% 161.84 0.951 Ỉ6a200 0.217 I.4.3. Kiểm tra độ võng : - Kiểm tra độ võng ô S4 vì ô bản này có nhịp tính toán và tải trọng truyền xuống lớn. - Ô S4 có l1 = 3.5m, l2 = 5m q = kG/m J = m4 f1 = Vậy ô bản S4 thỏa mãn yêu cầu về độ võng. I.5. BỐ TRÍ THÉP SÀN TRÊN BẢN VẼ Để thuận tiện cho việc thi công và tránh hao tốn thép khi gia công, nên việc bố trí thép tại những ô bản kế nhau có khoảng cách và đường kính thép chịu lực khác nhau, ta chỉ chọn thép ở ô bản có diện tích thép lớn hơn rồi bố trí cho ô kế nó. I.6.THỂ HIỆN BẢN VẼ (* Chi tiết tầng sàn điển hình (tầng 3+4) được thể hiện trên bản vẽ KC 01).