Thiết kế sàn tầng điển hình ( tầng 2)

CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ( TẦNG 2) CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH KHI THIẾT KẾ SÀN: _ Bố trí mặt bằng dầm và đánh số thứ tự các ô sàn. _ Chọn sơ bộ chiều dày sàn. _ Cấu tạo sàn theo yêu cầu sử dụng. _ Tải trọng theo TCVN 2737 – 95. _ Sơ đồ thiết kế của từng ô sàn. _ Kết quả nội lực. _ Tính cốt thép. 1. Bố trí mặt bằng dầm và đánh số thứ tự các ô sàn: Sàn 1 phương : A,B,C,C’,D,E,F,G,H,I Sàn 2 phương : 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20 2. Chọn chiều dày sơ bộ cho sàn: Theo công thức: Theo nhịp: hb ( ) l1 hb 6 cm Theo tải trọng: hb l1 Trong đó: l1 : chiều dài phương cạnh ngắn D = 0,8 – 1,4 m = 40 – 45 Chọn sơ bộ chiều dày cả sàn là 10 cm 3. Cấu tạo sàn: 4.Tải trọng sàn: BẢNG: tải trọng sàn phòng ở và vệ sinh Loại tải trọng Thành phần cấu tạo Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán (kG/m2) Tĩnh tải -Lớp ceramic dày 10 -Vữa xi măng dày 20 -Sàn BTCT dày 100 -Vữa trát trần dày 10 -Trần treo -Tổng tài trọng bản thân sàn 2000x0.01=20 2000x0.02=40 2500x0.1=250 1800x0.01=18 30 1.2 1.3 1.1 1.3 1.2 24 52 275 23.4 36 410.4 Hoạt tải Sàn phòng ở, vệ sinh 200 1.2 240 BẢNG: tải trọng sàn hành lang Loại tải trọng Thành phần cấu tạo Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độ tin cậy Tải trọng tính toán (kG/m2) Tĩnh tải -Lớp ceramic dày 10 -Vữa xi măng dày 20 -Sàn BTCT dày 10 -Vữa trát trần dày 10 -Trần treo -Tổng tài trọng bản thân sàn 2000x0.01=20 2000x0.02=40 2500x0.1=250 1800x0.01=18 30 1.2 1.3 1.1 1.3 1.2 24 52 275 23.4 36 410.4 Hoạt tải Sàn hành lang 300 1.2 360 BẢNG: Mác bê tông và cường độ thép: Mác bêông Rn (kG/cm2) Rk (kG/cm2) Loại thép Ra (kG/cm2) 300 130 10 AI,AII 2300,2800 Khi tính tải trọng tính toán cho từng lớp vật liệu ta áp dụng công thức sau: gi = .ni Trong đó: gi : trọng lượng tính toán tải bản thân lớp i : trọng lượng thể tích của vật liệu thứ i : độ dày của lớp vật liệu thứ i ni : hệ số độ tin cậy lớp thứ i _ Tải trọng tường lên sàn: Tính tất cả các tường, sau đó nhân với hệ số kể đến lỗ cử sổ và cửa đi ( 70% ) Tải trọng tường truyền xuống sàn xem như là phân bố đều trên diện tích sàn gt = lt : chiều dài tường ht : chiều cao tường t : trọng lượng ứng với tường tường 100 : t = 180 kG/m2 tường 200 : t = 330 kG/m2 n = 1.2 -1.3 : hệ số vượt tải l1, l2 : kích thước cạnh ngắn, cạnh dài ô sàn Tải tường quy đổi ô sàn l1 (m) l2 (m) h (m) l (m) g (kG/m2) n gt (kG/m2) 1 4.3 6.8 3.2 7.5 180 1.2 124 2 3.9 6.8 3.2 7.45 180 1.2 136 4 4.7 5 3.2 7.2 180 1.2 148 6 4.7 5.5 3.2 8.9 180 1.2 167 8 4.5 7.6 3.2 19.65 330 1.2 510 10 5 5.9 3.2 12.5 180 1.2 205 11 5 6 3.2 13.55 180 1.2 219 13 3.3 5.8 3.2 3.3 180 1.2 83 14 3.8 5.8 3.2 5.5 180 1.2 121 15 3.8 6.8 3.2 7 180 1.2 131 16 2.2 3.7 3.2 4.8 180 1.2 285 18 4.2 5 3.2 7.2 180 1.2 166 19 4.5 5.5 3.2 4.5 180 1.2 88 20 3.2 5.5 3.2 7.2 180 1.2 198 C' 3.1 8.9 3.2 10.95 180 1.2 192 D 3.2 8.9 3.2 5.6 180 1.2 95 F 3.7 7.6 3.2 2 180 1.2 34 5. Sơ đồ và thiết kế bản sàn: Do các ô sàn có cùng sơ đồ tính nên các bước tính lặp đi lặp lại nhiều lần. Do đó ta chỉ tính một ô, các ô còn lại ta tính và lập thành bảng 5.1. Bản một phương: l2 > l1 5.1.1. Bản có một cạnh ngàm và một cạnh kê tự do: ( cạnh ngàm : hd/hb > 3 ) Sơ đồ tính: Gồm các ô bản: B, I Chọn ô B: Tải trọng gồm: Tĩnh tải: g = 410 kG/m2 Hoạt tải: p = 240 kG/m2 Tải toàn phần: q = 605 kG/m2 Xét tỉ số : = 2,8 > 2 à sàn làm việc một phương a. Tính nội lực: Cắt một dãy có chiều rộng 1m theo phương cạnh ngắn Momen tại nhịp: Mnh = ql2 = x 605 x 1.42 =83.4 (kGm) Momen tại gối: Mg = = = 131.8 (kGm) b. Tính thép: Tại nhịp: A = Chọn a = 2cm à h0 = 10 – 2 = 8cm b = 100cm à A = = 0.01 = 0.5(1 + ) = 0.995 à Fa = = = 0.46 ( cm2) Tại gối: A = = = 0.016 = 0.5(1 + ) = 0.992 à Fa = = = 0.72 ( cm2) 5.1.2. Bản có hai cạnh ngàm: ( cạnh ngàm : hd/hb > 3 ) Sơ đồ tính: Gồm các ô bản: A, C, D, E, F, G, H Chọn ô A: Tải trọng gồm: Tĩnh tải: g = 410 kG/m2 Hoạt tải: p = 240 kG/m2 Tải toàn phần: q = 605 kG/m2 Xét tỉ số: = = 2.3 > 2 à sàn làm việc 1 phương a. Tính nội lực: Cắt một dãy có chiều rộng 1m theo phương cạnh ngắn Momen tại nhịp: Mnh = = = 64.5 (kGm) Momen tại gối: Mg = = = 129.1 (kGm) b. Tính thép: Tại nhịp: Chọn a = 2cm à h0 = 10 – 2 = 8cm b = 100cm à A = = = 0.008 = 0.5(1 + ) = 0.996 à Fa = = = 0.35 ( cm2) Tại gối: A = = = 0.016 = 0.5(1 + ) = 0.992 à Fa = = = 0.71 ( cm2) BẢNG tính nội lực sàn 1 phương ô bản l1 (m) l2 (m) l2/l1 công thức q (kG) momen nhịp (kGm) momen gối (kGm) A 1.6 3.7 2.3 605 64.53 129.07 C 3.1 8.9 2.9 605 242.25 484.50 C' 3.1 8.9 2.9 797 319.13 638.26 D 3.2 8.9 2.8 Mnh = ql21/24 700 298.67 597.33 E 2.3 4.9 2.1 Mg = ql21/12 770 169.72 339.44 F 3.7 7.6 2.1 639 364.50 728.99 G 1.3 7.6 5.8 770 54.22 108.44 H 1.3 5 3.8 770 54.22 108.44 B 1.4 3.9 2.8 Mnh = 9ql21/128 605 83.38 131.76 I 1.3 6 4.6 Mg = ql21/9 770 91.50 144.59 5.2. Bản kê 4 cạnh ( sàn 2 phương): l2 / l1 < 2 Bản có bốn cạnh ngàm: ( cạnh ngàm : hd/hb > 3 ) Sơ đồ tính: Gồm các ô bản: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20. Chọn ô số 1: Tải trọng gồm: Tĩnh tải: g = 410 kG/m2 gt = 124 kG/m2 Hoạt tải: p = 240 kG/m2 Tải toàn phần: q = (g + gt + p)l1l2 = (410 + 124 + 195)x4.3x6.8 = 21316 kG Xét tỉ số = = 1.58 < 2 à sàn làm việc 2 phương Tra bảng ta có : m91 = 0.0206 m92 = 0.0086 k91 = 0.0459 k92 = 0.0191 a. Tính nội lực: Momen tại nhịp: M1 = m1. q = 0.0206 x 21316 = 436.98 (kGm) M2 = m2. q = 0.0086 x 21316 = 170.53 (kGm) Momen tại gối: MI = mI. q = 0.0459 x 21316 = 963.48 (kGm) MII = mII. q = 0.0191 x 21316 = 377.29 (kGm) b. Tính thép: Theo phương cạnh ngắn: Tại nhịp: A = Chọn a = 2cm à h0 = 10 – 2 = 8cm b = 100cm à A = = 0.053 = 0.5(1 + ) = 0.973 à Fa = = = 2.44 ( cm2) Tại gối: A = = = 0.116 = 0.5(1 + ) = 0.938 à Fa = = = 5.58 ( cm2) Theo phương cạnh dài: Tại nhịp: A = = = 0.02 = 0.5(1 + ) = 0.99 à Fa = = = 0.94 ( cm2) Tại gối: A = = = 0.045 = 0.5(1 + ) = 0.977 à Fa = = = 2.1 ( cm2) BẢNG tính nội lực sàn 2 phương: ô bản l1(m) l2(m) l2/l1 các hệ số tra bảng q (kG) Momen (kGm) 1 4.3 6.8 1.6 M1 = 0.0205 21316 436.98 M2 = 0.008 170.53 MI = 0.0452 963.48 MII = 0.0177 377.29 2 3.9 6.8 1.75 M1 = 0.0197 19651 387.13 M2 = 0.0064 125.77 MI = 0.0431 846.97 MII = 0.0141 277.08 3 3.7 6.6 1.8 M1 = 0.0195 14774 288.09 M2 = 0.006 88.64 MI = 0.0423 624.94 MII = 0.0131 193.54 4 4.7 5 1.05 M1 = 0.0187 17696 330.91 M2 = 0.0171 302.59 MI = 0.0437 773.29 MII = 0.0394 697.20 5 3.5 5 1.45 M1 = 0.0209 10588 221.28 M2 = 0.01 105.88 MI = 0.0469 496.55 MII = 0.0223 236.10 6 4.7 5.5 1.15 M1 = 0.02 19956 399.12 M2 = 0.015 299.34 MI = 0.0461 919.98 MII = 0.0349 696.47 7 3.5 5.5 1.55 M1 = 0.0206 11646 239.91 M2 = 0.0086 100.16 MI = 0.0459 534.56 MII = 0.0191 222.44 8 4.5 7.6 1.7 M1 = 0.02 43776 875.52 M2 = 0.0069 302.05 MI = 0.0438 1917.39 MII = 0.0152 665.40 9 3.6 5 1.4 M1 = 0.021 10890 228.69 M2 = 0.0107 116.52 MI = 0.0373 406.20 MII = 0.024 261.36 10 5 5.9 1.2 M1 = 0.0204 23895 487.46 M2 = 0.0142 339.31 MI = 0.0468 1118.29 MII = 0.0325 776.59 11 5 6 1.2 M1 = 0.0204 24720 504.29 M2 = 0.0142 351.02 MI = 0.0468 1156.90 MII = 0.0325 803.40 12 4.5 6 1.35 M1 = 0.021 16335 343.04 M2 = 0.0115 187.85 MI = 0.0474 774.28 MII = 0.0262 427.98 13 3.3 5.8 1.75 M1 = 0.0197 13168 259.42 M2 = 0.0064 84.28 MI = 0.0431 567.55 MII = 0.0141 185.67 14 3.8 5.8 1.55 M1 = 0.0206 16001 329.62 M2 = 0.0086 137.61 MI = 0.0459 734.45 MII = 0.0191 305.62 15 3.8 6.8 1.8 M1 = 0.0195 19018 370.86 M2 = 0.006 114.11 MI = 0.0423 804.47 MII = 0.0131 249.14 16 2.2 3.7 1.7 M1 = 0.02 7244.6 144.89 M2 = 0.0069 49.99 MI = 0.0438 317.31 MII = 0.0152 110.12 17 3.7 5.5 1.5 M1 = 0.0208 12312 256.08 M2 = 0.0093 114.50 MI = 0.0464 571.27 MII = 0.0206 253.62 18 4.2 5 1.2 M1 = 0.0204 16191 330.30 M2 = 0.0142 229.91 MI = 0.0468 757.74 MII = 0.0325 526.21 19 4.5 5.5 1.25 M1 = 0.0207 17152 355.04 M2 = 0.0133 228.12 MI = 0.0473 811.28 MII = 0.0303 519.70 20 3.2 5.5 1.75 M1 = 0.0197 14133 278.42 M2 = 0.0064 90.45 MI = 0.0431 609.12 MII = 0.0141 199.27 6. Tính cốt thép: Chiều dày sàn h = 10 cm Chọn a = 2 cm à h0 = 8 cm BẢNG tính cốt thép: ô bản momen(kGm) A g Fatính (cm2) chọn thép Fachọn (cm2) m A Mnh = 64.53 0.008 0.996 0.35 f6a200 1.4 0.18 Mg = 129.07 0.016 0.992 0.71 f6a200 1.4 0.18 B Mnh = 83.38 0.010 0.995 0.46 f6a200 1.4 0.18 Mg = 131.76 0.016 0.992 0.72 f6a200 1.4 0.18 C Mnh = 242.25 0.029 0.985 1.34 f6a200 1.4 0.18 Mg = 484.5 0.058 0.970 2.71 f8a100 5 0.63 C' Mnh = 319.13 0.038 0.980 1.77 f6a160 1.8 0.23 Mg = 638.26 0.077 0.960 3.61 f8a100 5 0.63 D Mnh = 298.67 0.036 0.982 1.65 f6a170 1.7 0.21 Mg = 597.33 0.072 0.963 3.37 f8a100 5 0.63 E Mnh = 169.72 0.020 0.990 0.93 f6a200 1.4 0.18 Mg = 339.44 0.041 0.979 1.88 f6a150 1.9 0.24 F Mnh = 364.5 0.044 0.978 2.03 f6a140 2 0.25 Mg = 728.99 0.088 0.954 4.15 f8a100 5 0.63 G Mnh = 54.22 0.007 0.997 0.30 f6a200 1.4 0.18 Mg = 108.44 0.013 0.993 0.59 f6a200 1.4 0.18 H Mnh = 54.22 0.007 0.997 0.30 f6a200 1.4 0.18 Mg = 108.44 0.013 0.993 0.59 f6a200 1.4 0.18 I Mnh = 91.5 0.011 0.994 0.50 f6a200 1.4 0.18 Mg = 144.59 0.017 0.991 0.79 f6a200 1.4 0.18 1 M1 = 436.98 0.053 0.973 2.44 f6a120 2.4 0.30 M2 = 170.53 0.020 0.990 0.94 f6a170 1.7 0.21 MI = 963.48 0.116 0.938 5.58 f8a100 5 0.63 MII = 377.29 0.045 0.977 2.10 f8a100 5 0.63 2 M1 = 387.13 0.047 0.976 2.16 f6a120 2.4 0.30 M2 = 125.77 0.015 0.992 0.69 f6a200 1.4 0.18 MI = 846.97 0.102 0.946 4.86 f8a100 5 0.63 MII = 277.08 0.033 0.983 1.53 f8a100 5 0.63 3 M1 = 288.09 0.035 0.982 1.59 f6a180 1.6 0.20 M2 = 88.64 0.011 0.995 0.48 f6a200 1.4 0.18 MI = 624.94 0.075 0.961 3.53 f8a100 5 0.63 MII = 193.54 0.023 0.988 1.06 f6a200 1.4 0.18 4 M1 = 330.91 0.040 0.980 1.84 f6a150 1.9 0.24 M2 = 302.59 0.036 0.981 1.68 f6a170 1.7 0.21 MI = 773.29 0.093 0.951 4.42 f8a100 5 0.63 MII = 697.2 0.084 0.956 3.96 f8a100 5 0.63 5 M1 = 221.28 0.027 0.987 1.22 f6a150 1.9 0.24 M2 = 105.88 0.013 0.994 0.58 f6a200 1.4 0.18 MI = 496.55 0.060 0.969 2.78 f8a100 5 0.63 MII = 236.1 0.028 0.986 1.30 f6a200 1.4 0.18 6 M1 = 399.12 0.048 0.975 2.22 f6a130 2.2 0.28 M2 = 299.34 0.036 0.982 1.66 f6a170 1.7 0.21 MI = 919.98 0.111 0.941 5.31 f8a100 5 0.63 MII = 696.47 0.084 0.956 3.96 f8a100 5 0.63 7 M1 = 239.91 0.029 0.985 1.32 f6a200 1.4 0.18 M2 = 100.16 0.012 0.994 0.55 f6a200 1.4 0.18 MI = 534.56 0.064 0.967 3.01 f8a100 5 0.63 MII = 222.44 0.027 0.986 1.23 f6a200 1.4 0.18 8 M1 = 875.52 0.105 0.944 5.04 f8a100 5 0.63 M2 = 302.05 0.036 0.982 1.67 f6a170 1.7 0.21 MI = 1917.39 0.230 0.867 9.87 f10a80 9.8 1.23 MII = 665.4 0.080 0.958 3.77 f8a100 5 0.63 9 M1 = 228.69 0.027 0.986 1.26 f6a150 1.9 0.24 M2 = 116.52 0.014 0.993 0.64 f6a170 1.7 0.21 MI = 406.2 0.049 0.975 2.26 f8a100 5 0.63 MII = 261.36 0.031 0.984 1.44 f6a200 1.4 0.18 10 M1 = 487.46 0.059 0.970 2.73 f6a100 2.8 0.35 M2 = 339.31 0.041 0.979 1.88 f6a150 1.9 0.24 MI = 1118.29 0.134 0.928 5.38 f10a140 5.6 0.70 MII = 776.59 0.093 0.951 4.44 f8a100 5 0.63 11 M1 = 504.29 0.061 0.969 2.83 f6a100 2.8 0.35 M2 = 351.02 0.042 0.978 1.95 f6a140 2 0.25 MI = 1156.9 0.139 0.925 5.58 f10a130 6 0.75 MII = 803.4 0.097 0.949 4.60 f8a100 5 0.63 12 M1 = 343.04 0.041 0.979 1.90 f6a150 1.9 0.24 M2 = 187.85 0.023 0.989 1.03 f6a200 1.4 0.18 MI = 774.28 0.093 0.951 4.42 f8a100 5 0.63 MII = 427.98 0.051 0.974 2.39 f8a100 5 0.63 13 M1 = 259.42 0.031 0.984 1.43 f6a150 1.9 0.24 M2 = 84.28 0.010 0.995 0.46 f6a200 1.4 0.18 MI = 567.55 0.068 0.965 3.20 f8a100 5 0.63 MII = 185.67 0.022 0.989 1.02 f8a100 5 0.63 14 M1 = 329.62 0.040 0.980 1.83 f6a150 1.9 0.24 M2 = 137.61 0.017 0.992 0.75 f6a200 1.4 0.18 MI = 734.45 0.088 0.954 4.19 f8a100 5 0.63 MII = 305.62 0.037 0.981 1.69 f8a100 5 0.63 15 M1 = 370.86 0.045 0.977 2.06 f6a130 2.2 0.28 M2 = 114.11 0.014 0.993 0.62 f6a200 1.4 0.18 MI = 804.47 0.097 0.949 4.61 f8a100 5 0.63 MII = 249.14 0.030 0.985 1.37 f6a200 1.4 0.18 16 M1 = 144.89 0.017 0.991 0.79 f6a200 1.4 0.18 M2 = 49.99 0.006 0.997 0.27 f6a200 1.4 0.18 MI = 317.31 0.038 0.981 1.76 f8a100 5 0.63 MII = 110.12 0.013 0.993 0.60 f6a200 1.4 0.18 17 M1 = 256.08 0.031 0.984 1.41 f6a200 1.4 0.18 M2 = 114.5 0.014 0.993 0.63 f6a200 1.4 0.18 MI = 571.27 0.069 0.964 3.22 f8a100 5 0.63 MII = 253.62 0.030 0.985 1.40 f6a200 1.4 0.18 18 M1 = 330.3 0.040 0.980 1.83 f6a150 1.9 0.24 M2 = 229.91 0.028 0.986 1.27 f6a200 1.4 0.18 MI = 757.74 0.091 0.952 4.32 f8a100 5 0.63 MII = 526.21 0.063 0.967 2.96 f8a100 5 0.63 19 M1 = 355.04 0.043 0.978 1.97 f6a140 2 0.25 M2 = 228.12 0.027 0.986 1.26 f6a200 1.4 0.18 MI = 811.28 0.098 0.949 4.65 f8a100 5 0.63 MII = 519.7 0.062 0.968 2.92 f8a100 5 0.63 20 M1 = 278.42 0.033 0.983 1.54 f6a140 2 0.25 M2 = 90.45 0.011 0.995 0.49 f6a200 1.4 0.18 MI = 609.12 0.073 0.962 3.44 f8a100 5 0.63 MII = 199.27 0.024 0.988 1.10 f8a100 5 0.63 7. Kiểm tra độ võng sàn: Ô sàn 1 phương: ô D: (3.2x8.9)m Điều kiện: f < {f} {f} = l1 / 200 = 3200/200 = 16 (mm) f = M: momen (kGm) Eb = 2.9x105 (kG/cm2) (M300) h = 100 : chiều dày sàn à f = = 0.3 (mm) à f < {f} (thoả) Ôâ sàn 2 phương: ô 8: (4.5x7.6)m {f} = 4500/200 = 22.5 (mm) f = 2 (mm) à f < {f} (thoả) Ta kiểm tra ô sàn 1 phương, 2 phương có kích thước lớn nhất điều thoả, suy ra tất cả các ô sàn còn lại điều thoả điều kiện về độ võng.