Thiết kế tổng quan sàn tầng điển hình

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH. I. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU. -Sử dụng bêtông mác 250: Rn = 110 (Kg/cm2) Rk = 8.8 (Kg/cm2) E = 2,65x105 (Kg/cm2) - Thép AI: Ra = 2100 (Kg/cm2) II. LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN SÀN - Việc bố trí mặt bằng kết cấu của sàn phụ thuộc vào mặt bằng kiến trúc và việc bố trí các kết cấu chịu lực chính. - Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tác dụng của chúng trên mặt bằng. 1. Chọn sơ bộ kích thuớc tiết diện dầm Chiều cao tiết diện dầm hd được chọn theo nhịp: trong đó: l d: nhịp dầm đang xét md: hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng md = 12 ¸ 16 đối với dầm của khung ngang nhiều nhịp(chọn md=14) Chiều rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng: Kết quả kích thước tiết diện dầm được lập thành bảng sau: Kí hiệu dầm Nhịp dầm hd Chọn tiết diện (cm) (cm) (cm) D1 650 54.2 30x60 D2 400 33.3 30x50 D3 650 54.2 25x50 D4 285 23.8 20x35 D5 450 37.5 30x50 D6 550 45.8 30x50 2. Chọn chiều dày bản sàn: Trong tính toán nhà cao tầng sàn được cấu tạo sao cho được xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để: Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, lõi cứng thông qua sàn Sàn không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất...) ảnh hưởng đến công năng sử dụng Chiều dày của bản sàn còn được tính toán sao cho trên sàn không có hệ dầm đỡ các tường ngăn mà không tăng độ võng của sàn . -sơ bộ chọn chiều dày bản sàn theo công thức cua ACI: - Bảng phân loại ô sàn và chiều dày sàn: ô sàn L1 L2 L2/L1 Chu vi sàn Loai bản hb hb chọn (cm) (cm) (cm) (mm) (mm) S1 650 650 1 2600 2 phương 144.4 150 S2 550 650 1.182 2400 2 phương 133.3 150 S3 365 450 1.233 1630 2 phương 90.56 120 S4 400 650 1.625 2100 2 phương 116.7 120 S5 400 550 1.375 1900 2 phương 105.6 120 S6 400 450 1.125 1700 2 phương 94.44 120 S7 285 650 2.281 1870 1 phương 103.9 120 S8 285 300 1.053 1170 2 phương 65 120 S9 100 650 6.5 1500 1 phương 83.33 120 S10 340 650 1.912 1980 2 phương 110 120 S11 190 310 1.632 1000 2 phương 55.56 120 Mặt bằng bố trí dầm sàn: III.XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN BẢN SÀN 1.Tĩnh tải. Gồm trọng luợng của bản sàn,các lớùp cấu tạo và trọng lượng tường xây lên sàn. a.Trọng lượng tường xây lên sàn. Ta qui đổi thành trọng lượng trên 1m2 sàn. g t =*0.7 At : diện tích tường ht : chiều cao tường n : hệ số tin cậy g t : trọng lượng qui đổi trên 1 m2 sàn ô sàn Diện tích sàn Diện tích tường chiều cao tường n Trọng lượng As(m2) At (m) ht(m) tương qui đổi gtqd(KG/m2) S1 42.25 2.61 3 1.1 257.040 S2 35.75 1.34 3 1.1 155.324 S9 6.5 0.35 3 1.1 226.800 B.Trọng lượng bản thân sàn và các lớp cấu tạo: Bản sàn được cấu tạo như sau: Bảng trọng lượng bản thân sàn và các lớp cấu tạo sàn S1,S2: STT CẤU TẠO SÀN A g(KG/m3) n gstt (Cm) (KG/m2) 1 Gạch bông 2 1800 1,2 43,2 2 Lớp vữa lót 2 1600 1,3 41,6 3 Bản BTCT 15 2500 1,1 412.5 4 Lớp vữa trát trần. 2 1600 1,3 41,6 Tổng cộng 539 Bảng trọng lượng bản thân sàn và các lớp cấu tạo sàn S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10: STT CẤU TẠO SÀN A g(KG/m3) n gstt (Cm) (KG/m2) 1 Gạch bông 2 1800 1,2 43,2 2 Lớp vữa lót 2 1600 1,3 41,6 3 Bản BTCT 12 2500 1,1 300 4 Lớp vữa trát trần. 2 1600 1,3 41,6 Tổng cộng 456 2.Hoạt tải: Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737 –1 995 ptt = ptcx np trong đó: - ptc: tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995; phụ thuộc vào công năng cụ thể các phòng - np: hệ số độ tin cậy Do khi số tầng nhà càng tăng lên, xác suất xuất hiện đồng thời tải trọng sử dụng ở tất cả các tầng giảm, nên khi thiết kế các kết cấu thẳng đứng của nhà cao tầng sử dụng hệ số giảm tải. Trong TCVN 2737 : 1995 theo mục 4.3.4 trang 15 có qui định như sau: Đối với các phòng nêu ở các mục 1,2,3,4,5 bảng 3 (TCVN 2737-1995), nhân với hệ số (khi A>A1 = 9 m2) Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,9,10,12,14 bảng 3 (TCVN 2737-1995), nhân với hệ số (khi A > A2 =36 m2) trong đó: A: diện tích chịu tải(m2) Hệ số độ tin cậy: Kết quả tính tĩnh tải và hoạt tải sàn theo các bước như trên được cho trong bảng sau: Ô sàn Công năng Diện tích(m2) Hệ số Hoạt tải n Hoạt tải giảm tiêu chuẩn tính toán tải (KG/cm2) (KG/cm2) S1 phòng ngủphòng ăn,toiletphòng khách. 42.25 0.677 150 1.3 132 S2 phòng ngủBan công 35.75 1.000 200 1.3 260 S3 phòng khách 16.43 0.844 150 1.3 165 S4 hành lang 26 1.000 300 1.2 360 S5 hành lang 22 1.000 300 1.2 360 S6 hành lang 18 1.000 300 1.2 360 S7 phòng khách 18.53 0.818 150 1.3 160 S8 Bếp 8.55 1.016 150 1.3 198 S9 Ban công 6.5 1.000 200 1.3 260 S10 phòng kháchBếp 22.1 0.783 150 1.3 153 S11 hành lang 5.89 1.000 300 1.2 360 IV.TÍNH TOÁN NỘI LỰC CÁC Ô BẢN SÀN. 1.Tính toán các ô bản kê bốn cạnh. - Tính toán các ô bản kê như bản liên tục,tính bản theo sơ đồ đàn hồi,các kích thước ô bản lấy từ trục dầm đến trục dầm. - Cắt ô bản theo cạnh ngắn và cạnh dài với các dải có bề rộng 1m để tính. a.Sơ đồ tính. Ta xét tỉ số hd/hs để xác định liên kết giữa cạnh bản sàn với dầm.Docác ô bản S1, S2, S3, S4,S5,S6,S8,S10 có hd/hs >3 do đó có cùng một sơ đồ tính là ngàm 4 cạnh . b.Tính toán nội lực. - Do các cạnh của ô bản liên kết với dầm là ngàm nên ứng với ô thứ 9 trong 11 loại ô bản - Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp M1 = M’1 + M”1 = m11.P’ + mi1.P” M2 = M’2 + M”2 = m12.P’ + mi2.P” P’ = q’.L1.L2 P” = q”.L1.L q’ = p/2 q” = g + p/2 trong đó: g: tĩnh tải ô bản đang xét p: hoạt tải ô bản đang xét mi1: i là số ký hiệu loại ô bản đang xét - Mômen âm lớn nhất trên gối MI = k91.P MII = k92.P P = q.l1.l2 q = gstt + ptt + gttt trong đó: P: tổng tải trọng tác dụng lên ô bản mi1, mi2, mk1, mk2: các hệ số được xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào tỷ số l2/l1 Kết quả nội lực được tính toán theo bảng sau: Ô bản Kích thước Tỷ số gstt (KG/m2) gtqd (KG/m2) pstt (KG/m2) P P' P'' l1 (m) l2 (m) (KG) (KG) (KG) S1 6.5 6.5 1.0 539 257 132 39208 2789 36420 S2 5.5 6.5 1.2 539 155 260 34106 4648 29458 S3 3.7 4.5 1.2 456 0 165 10200 1355 8845 S4 4 6.5 1.6 456 0 360 21216 4680 16536 S5 4 5.5 1.4 456 0 360 17952 3960 13992 S6 4 4.5 1.1 456 0 360 14688 3240 11448 S8 2.9 3 1.1 456 0 198 5592 846 4745 S10 3.4 6.5 1.9 456 0 153 13459 1691 11768 S11 1.9 3.1 1.6 456 0 360 4806 1060 3746 m11 m12 Các hệ số Giá trị Mômen (KGm/m) m91 m92 k91 k92 M1 M2 MI MII 0.0365 0.0365 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 753.7 753.7 1635.0 1635.0 0.0426 0.0298 0.0204 0.0142 0.0468 0.0325 798.9 556.8 1596.1 1108.4 0.0426 0.0298 0.0204 0.0142 0.0468 0.0325 238.2 166.0 477.4 331.5 0.0485 0.0189 0.0205 0.0080 0.0459 0.0191 566.0 220.7 973.8 405.2 0.0469 0.0240 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 479.6 244.8 849.1 430.8 0.0399 0.0330 0.0200 0.0150 0.0461 0.0349 358.2 278.6 677.1 512.6 0.0399 0.0330 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 118.7 112.9 233.2 233.2 0.0480 0.0133 0.0190 0.0052 0.0408 0.0113 304.7 83.7 549.1 152.1 0.0485 0.0189 0.0205 0.0080 0.0459 0.0191 128.2 50.0 220.6 91.8 2.Tính toán nội lực ô sàn 1 phương: Các ô bản 1 phương gồm ô bản S7,S9 Các giả thiết tính toán: Các ô bản 1 phương được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của ô bản kế cận Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi a1.Tính toán ô bản S7: - sơ đồ tính Cắt 1 m theo phương cạnh ngắn để tính,tính theo sơ đồ dầm đơn giản,sau đó bố trí cốt thép lấy 40% momen ở nhịp dể tính toán và bố trí cốt thép cho gối. - nội lực: q=gstt+pstt=456+160=616 KG/m2 Mnhịp=ql2/8=616*2.852/8=625 KGm/m Mgối =0.4* Mnhịp=625*0.4=250 KGm/m b1.Tính toán ô bản S9: - sơ đồ tính - nội lực: gstt+pstt=456+260=716 KGm/m Mgối=ql2/2=716*12/2=358 KGm/m V.TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP. -Cắt một dãy có bề rộng là b=1m tính toán. -Chọn bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2100 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=2 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn - Hàm lượng cốt thép hợp lý cho sàn nằm trong khoảng: 0.01% < m% =< 0.9% Kết quả tính toán được lập thành bảng: ÔBản Mi(KG.m) ho(cm) A a Astính Chọn thép µ(%) Ф a(mm) Aschọn S1 M1 754 13 0.041 0.04 2.82 8 150 3.02 0.23 M2 754 13 0.041 0.04 2.82 8 150 3.02 0.23 MI 1635 13 0.088 0.09 6.28 10 120 6.28 0.48 MII 1635 13 0.088 0.09 6.28 10 120 6.28 0.48 S2 M1 799 13 0.043 0.04 2.99 8 150 3.02 0.23 M2 557 13 0.03 0.03 2.07 8 150 3.02 0.23 MI 1596 13 0.086 0.09 6.12 10 120 6.28 0.48 MII 1108 13 0.06 0.06 4.19 10 150 4.71 0.36 S3 M1 238 10 0.022 0.02 1.15 8 200 2.52 0.25 M2 166 10 0.015 0.02 0.80 8 200 2.52 0.25 MI 477 10 0.043 0.04 2.32 8 200 2.52 0.25 MII 331 10 0.03 0.03 1.60 8 200 2.52 0.25 S4 M1 566 10 0.051 0.05 2.77 8 150 3.02 0.3 M2 221 10 0.02 0.02 1.06 8 200 2.52 0.25 MI 974 10 0.089 0.09 4.86 10 150 4.71 0.47 MII 405 10 0.037 0.04 1.97 8 200 2.52 0.25 S5 M1 480 10 0.044 0.04 2.34 8 200 2.52 0.25 M2 245 10 0.022 0.02 1.18 8 200 2.52 0.25 MI 849 10 0.077 0.08 4.21 10 150 4.71 0.47 MII 431 10 0.039 0.04 2.09 8 200 2.52 0.25 S6 M1 358 10 0.033 0.03 1.73 8 200 2.52 0.25 M2 279 10 0.025 0.03 1.34 8 200 2.52 0.25 MI 677 10 0.062 0.06 3.33 10 200 3.93 0.39 MII 513 10 0.047 0.05 2.50 8 200 2.52 0.25 S7 M1 625 10 0.057 0.06 3.07 8 150 3.02 0.3 MI 250 10 0.023 0.02 1.20 8 200 2.52 0.25 S8 M1 119 10 0.011 0.01 0.57 8 200 2.52 0.25 M2 113 10 0.01 0.01 0.54 8 200 2.52 0.25 MI 233 10 0.021 0.02 1.12 8 200 2.52 0.25 MII 233 10 0.021 0.02 1.12 8 200 2.52 0.25 S9 M1 358 10 0.033 0.03 1.73 8 200 2.52 0.25 S10 M1 305 10 0.028 0.03 1.47 8 200 2.52 0.25 M2 84 10 0.008 0.01 0.40 8 200 2.52 0.25 MI 549 10 0.05 0.05 2.68 8 200 2.52 0.25 MII 152 10 0.014 0.01 0.73 8 200 2.52 0.25 S11 M1 128.2 10 0.012 0.01 0.61 8 200 2.52 0.25 M2 50.01 10 0.005 0 0.24 8 200 2.52 0.25 MI 220.6 10 0.02 0.02 1.06 8 200 2.52 0.25 MII 91.8 10 0.008 0.01 0.44 8 200 2.52 0.25 CHI TIẾT KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ĐƯỢC TRÌNH BÀY TRONG BẢN VẼ KC-1/10