Thực trạng nghiên cứu tính toán sàn tầng điển hình

PHẦN II: KẾT CẤU KHỐI LƯỢNG : 70 % GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Thầy. TRẦN VĂN PHÚC CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH. I. VẼ MẶT BẰNG VÀ BỐ TRÍ DẦM SÀN 1. Sơ đồ bố trí hệ dầm Xem hình vẽ MẶT BẰNG DẦM SÀN 2. Chọn sơ bộ kích thước các tiết diện ban đầu của các cấu kiện Kích thước dầm: Chiều cao dầm : với:- m . là hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng. m= 8 ÷ 12 đối với dầm chính khung một nhịp. m= 10 ÷ 15 đối với khung nhiều nhịp hoặc dầm nhiêu nhịp. l . nhịp dầm. Bề rộng : bd = (1/2 ÷ 1/4 ) hd Các thiết diện dầm được chọn Dầm L b h D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 8000 8000 2700 8000 8000 8000 6500 6500 5500 5500 6000 7500 7500 5000 5000 8000 2700 300 300 300 200 200 300 300 200 300 200 300 300 200 300 200 200 200 600 600 600 400 400 600 500 400 500 400 600 600 400 600 400 400 400 . II. Sơ đồ phân loại sàn : Căn cứ vào kích thước, tải trọng và sơ đồ tính của từng loại phòng mà ta chia mặt bằng sàn thành các loại ô khác nhau đối với sàn tầng điển hình : Căn cứ vào tỷ số ta chi bản sàn thành hai loại ô bản dầm(>2) và ô bản kê bốn cạnh ( 2) BẢNG PHÂN LOẠI Ô SÀN SỐ HIỆU Ô SÀN ld (m) ln (m) Tỷ số ld /ln Số lượng Loại ô bản S1 4 4 1 32 BẢN KÊ S2 4.0 3.75 1.06 4 BẢN KÊ S3 4 2.7 1.48 8 BẢN KÊ S4 3.75 2.7 1.39 2 BẢN KÊ S5 6.7 4 1.675 4 BẢN KÊ S6 5.5 4 1.375 2 BẢN KÊ S7 5.5 5.5 1 1 BẢN KÊ S8 6.7 3.5 1.91 1 BẢN KÊ S21 2.7 1.6 1.68 1 BẢN KÊ S10 5 4.0 1.25 2 BẢN KÊ S11 5 3.50 1.43 1 BẢN KÊ S12 5 4.5 1.11 1 BẢN KÊ S13 5 2.7 1.85 1 BẢN KÊ S25 3.5 1.8 1.94 1 BẢN KÊ S26 4.7 2 2.35 1 BẢN DẦM S18 4.0 1.6 2.5 2 BẢN DẦM S19 3.5 1.6 2.22 1 BẢN DẦM S20 4.5 1.6 2.81 1 BẢN DẦM S22 6.7 1.1 6.09 2 BẢN DẦM S23 5.5 1.5 3.66 1 BẢN DẦM S24 8.05 1.7 4.73 1 BẢN DẦM S15 3.75 1.6 2.34 2 BẢN DẦM S16 7.5 1.6 4.68 1 BẢN DẦM S17 5 1.6 3.12 2 BẢN DẦM S14 4 1.6 2.5 20 BẢN DẦM S9 5.5 1.1 5 1 BẢN DẦM III.TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 1. Chiều dày sàn: Quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang , trong đó bề dày sàn phải đủ lớn để đảm bảo các điều kiện sau: Tải trọng ngang truyền vào vách cứng thông qua sàn. Sàn không bị rung động , dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang ảnh hưởng đến công năng của công trình. Trên sàn, hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn mà không làm tăng tải trọng đáng kể của sàn. Chiều dày sàn được chọn theo công thức : với: - cv : chu vi của ô bản sàn Chọn ô sàn S5 có kích thước ( 6700x4000 ) lớn nhất làm ô điển hình để tính . Khi đó chiều dày sàn : hs= 21.4/ 180x 100 = 11.8 mm Như vậy chọn 110 mm cho tất cả các loại. 2. Tĩnh tải: Tĩnh tải sàn gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo sàn . gi = di * gi . trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn thứ i. ni . hệ số độ tin cậy các lớp cấu tạo thứ i. Tĩnh tải: g = gi x ni Hoạt tải : ptc = hoạt tải tiêu chuẩn (TCVN2737-1995). npi : hệ số độ tin cậy hoạt tải. * Sàn không chống thấm: gạch ceramic g = 2000( kG/m2) d = 8 vữa lót g = 1800 ( kG/m2) d = 25 bê tông cốt thép g = 2500( kG/m2) d = 110 vữa trát g = 2000( kG/m2) d = 15 Vậy ta có: gt = gi x ni = 0.008x2000x1.1 + 0.025x1800x1.3 + 0.11x2500x1.1 + 0.015x1800x1.3 = 413.7 kG/m2. * Sàn chống thấm (sàn vệ sinh). gạch ceramic g = 2000( kG/m3) d = 8 vữa lót g = 1800 ( kG/m3) d = 25 sika chống thấm g » 0 ( kG/m3) d » 0 bê tông cốt thép g = 2500( kG/m3) d = 110 trần panen nhựa p = 10 ( kG/m2) Vậy ta có: gt = gi x ni = 0.008x2000x1.1 + 0.025x1800x1.3 +0,11x2500x1.1 + 10x1.2 = 390.6 kG/m2. -Tải trọng tường quy đổi : * Nguyên tắc tính tổng trọng lượng tất cả các tường trong ô sàn sau đó nhân với hệ số ô cửa . Nhưng trong đồ án này các tường ngăn đều nằm trên các dầm , không có tường trong ô sàn chỉ có sàn nhà vệ sinh là có tường , do đó ta chọn sàn vệ sinh s12 lớn nhất để tính . p = (1.6x0,1x 3.2x4 +5x0.1x3.2+1.5x0.1x3.2)x180x1.2 = 891.648 kG/m2. gtường = 891.648 /4.5x5 = 39.62 kG/m2. 3. Hoạt tải: Tra bảng theo “ TCVN 2737-1995 TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG” KÝ HIỆU Ô SÀN ptc kG/m2 ( n ) hệ số độ tin cậy ptt kG/m2 Phòng học 200 1.2 240 Phòng thí nghiệm 200 1.2 240 Hành lang 300 1.2 360 Phòng vệ sinh 200 1.2 240 BẢNG TÍNH HOẠT TẢI SÀN 4 .Tổng tải trọng tác trọng tác dụng lên từng ô BẢNG TẢI TRỌNG TỪNG LOẠI Ô SÀN SỐ HIỆU Ô SÀN ld (m) ln (m) gtt kG/m2 gtường kG/m2 ptt kG/m2 qtt kG/m2 S1 4 4 413.7 0 240 653.7 S2 4 3.75 413.7 0 240 653.7 S3 4 2.7 413.7 0 360 773.7 S4 3.75 2.7 413.7 0 360 773.7 S5 6.7 4 413.7 0 240 653.7 S6 5.5 4 413.7 0 360 773.7 S7 5.5 5.5 413.7 0 360 773.7 S8 6.7 3.5 413.7 0 360 773.7 S9 5.5 1.1 413.7 0 360 773.7 S10 5 4 413.7 0 240 653.7 S11 5 3.5 390.6 39.62 240 670.22 S12 5 4.5 390.6 39.62 240 670.22 S13 5 2.7 413.7 0 360 773.7 S14 4 1.6 413.7 0 360 773.7 S15 3.75 1.6 413.7 0 360 773.7 S16 7.5 1.6 413.7 0 360 773.7 S17 5 1.6 390.6 39.62 240 670.22 S18 4 1.6 413.7 0 360 773.7 S19 3.5 1.6 390.6 39.62 240 670.22 S20 4.5 1.6 390.6 39.62 240 670.22 S21 2.7 1.6 413.7 0 360 773.7 S22 6.7 1.1 413.7 0 360 773.7 S23 5.5 1.5 413.7 0 360 773.7 S24 8.05 1.7 413.7 0 240 653.7 S25 3.5 1.8 413.7 0 240 653.7 S26 4.7 2 390.6 39.62 240 670.22 IV.PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TÍNH CỐT THÉP SÀN 1 .CÁC Ô BẢN KÊ - Các ô bản kê được tính như ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô lân cận. - Tính ô bản theo sơ đồ đàn hồi. - Cắt bản theo phương cạnh ngắn với dãy có bề rộng 1m để tính. - Tính là bản kê bốn cạnh đơn làm việc theo sơ đồ đàn hồi. Xác định nội lực và tính toán cốt thép: * Xác định nội lực: Dựa vào : -Tỷ số < 2 - Điều kiện liên kết ở 4 cạnh bản mà ta chọn ô bản tương ứng. => Các hệ số : mi1, mi2, ki1, ki2. Từ đó ta tính ra mômen nhịp và gối của các ô bản: * Mômen nhịp theo phương cạnh ngắn: M1 = M1’ + M1” = m11.P’ + mi1.p” * Mômen nhịp theo phương cạnh dài: M2 = M2’ + M2” = m12.P’ + mi2.p” * Mômen gối theo phương cạnh ngắn: MI = ki1 . P * Mômen gối cạnh dài: MII = ki2 . P ( P = (g+p)*L1L2 Trong đó: - mi1, mi2,ki1, ki2, phụ thuộc vào tỉ số l1/l2 và sơ đồ làm việc của sàn, ta thấy sàn làm việc theo sơ đồ 9(4 cạnh ngàm). Các hệ số được tra trong sách “Kết cấu BTCT (phần cấu kiện nhà cửa)” của thầy VÕ BÁ TẦM - P’ = q’.l1.l2(kGm) - p” = q”.l1.l2(kGm) - q’ = p/2 -q” = g + p/2 g,p : là tĩnh tải và hoạt tải (kg/m2) l1,l2:chiều dài cạnh theo phương cạnh ngắn, cạnh dài(m) i:số thứ tự của ô bản(trường hợp này i=9) bảng tính mOmen nhịp và gối Ô SÀN ld ln qtt Tỷ số P mi1 mi2 Ki1 Ki2 M1 M2 MI MII (m) (m) kG/m2 ld /ln kG/m2 S1 4.00 4.00 653.70 1.00 10459.2000 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 187.2197 187.2197 -436.1486 -436.1486 S2 4.05 4.05 653.70 1.00 10722.3143 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 191.9294 191.9294 -447.1205 -447.1205 S3 4.00 2.70 773.70 1.48 8355.9600 0.0207 0.0096 0.0466 0.0209 172.9684 80.2172 -389.3877 -174.6396 S4 3.75 2.70 773.70 1.39 7833.7125 0.0210 0.0109 0.0473 0.0244 164.5080 85.3875 -370.5346 -191.1426 S5 6.70 4.00 653.70 1.68 17519.1600 0.0201 0.0071 0.0442 0.0158 352.1351 124.3860 -774.3469 -276.8027 S6 5.50 4.00 773.70 1.38 17021.4000 0.0210 0.0110 0.0473 0.0251 357.4494 187.2354 -805.1122 -427.2371 S7 5.50 5.50 773.70 1.00 23404.4250 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 418.9392 418.9392 -975.9645 -975.9645 S8 6.70 3.50 773.70 1.91 18143.2650 0.0189 0.0050 0.0406 0.0112 342.9077 90.7163 -736.6166 -203.2046 S10 5.00 4.05 653.70 1.23 13237.4250 0.0206 0.0136 0.0471 0.0312 272.6910 180.0290 -623.4827 -413.0077 S11 5.00 3.55 670.22 1.41 11896.4050 0.0210 0.0106 0.0472 0.0237 249.8245 126.1019 -561.5103 -281.9448 S12 5.00 4.50 670.22 1.11 15079.9500 0.0195 0.0159 0.0452 0.0368 294.0590 239.7712 -681.6137 -554.9422 S13 5.00 2.70 773.70 1.85 10444.9500 0.0192 0.0056 0.0415 0.0122 200.5430 58.4917 -433.4654 -127.4284 S21 2.70 1.6 773.70 1.68 3342.3840 0.0201 0.0071 0.0441 0.0156 67.1819 23.7309 -147.3991 -52.1412 S25 3.55 1.80 653.70 1.97 4177.1430 0.0184 0.0047 0.0395 0.0102 76.8594 19.6326 -164.9971 -42.6069 2.. CÁC Ô BẢN DẦM: Khi tỷ số , thì có thể xem bản sàn chỉ làm việc một phương (theo phương cạnh ngắn) và truyền tải trọng trực tiếp lên cho dầm. Để tính ô bản dầm làm việc 1 phương ta: Cắt ra theo phương cạnh ngắn một dãi bản rộng 1m để tính với sơ đồ tính là dầm tùy theo liên kết của hai cạnh ngắn (Khi sàn tựa lên dầm thoả điều kiện hd/hs / 3 thì coi như sàn ngàm vào dầm, (trái lại coi như tựa khớp lên dầm, hay để tự do.) Sơ đồ tính nội lực sau : Liên kết hai đầu là tự do : Nội lực: - mômen nhịp Mn = (kGm) - mômen gối Mg = (kGm) với: q =(gtt+ptt +gt) + gtt,ptt:gt là tĩnh tải , hoạt tải và tải trọng tường qui đổi(kg/m2) + l1,l2:chiều dài cạnh theo phương cạnh ngắn, cạnh dài(m) Ô SÀN ld (m) ln (m) qtt kG/m2 Sơ đồ tính Mnhip Mg S26 4.7 2 670.22 Liên kết hai đầu khớp 335.11 134.044 S18 4. 1.6 773.7 Liên kết hai đầu khớp 247.584 99.0336 S19 3.5 1.6 670.22 Liên kết hai đầu khớp 214.47 85.78816 S20 4.5 1.6 670.22 Liên kết hai đầu khớp 214.47 85.78816 S22 6.7 1.1 773.7 Liên kết hai đầu khớp 117.022 46.80885 S23 5.5 1.5 773.7 Liên kết hai đầu khớp 217.603 87.04125 S24 8.05 1.7 653.7 Liên kết hai đầu khớp 236.149 94.45965 S15 3.75 1.6 773.7 Liên kết hai đầu khớp 247.584 99.0336 S16 7.5 1.6 773.7 Liên kết hai đầu khớp 247.584 99.0336 S17 5 1.6 670.22 Liên kết hai đầu khớp 214.47 85.78816 S14 4 1.6 773.7 Liên kết hai đầu khớp 247.584 99.0336 S9 5.5 1.1 773.7 Liên kết hai đầu khớp 117.022 46.80885 V . TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 1. Lưu đồ tính toán Vật liệu: -Bê tông mác 250 có Rn=110kg/cm2; Rk = 8,8 kg/cm2 , Ra a0= 0,58 Þ A0=0,412 - Thép sàn CII, Ra = Ra’= 2600 kg/cm2; Ø Tính cốt thép cho bản sàn như tính cấu kiện chịu uốn tiết diện b = 1m, h = hb (bề dày cuả ô sàn). => Chọn a=2 cm (lớp bê tông bảo vệ) Ø Chiều cao làm việc: Đối với thép chịu mômen dương ở nhịp: theo phương cạnh ngắn h0= hb- a Đối với thép chịu mômen dương ở nhịp: theo phương cạnh dài h0=hb- a-0.5 Đối với thép chịu mômen âm ở gối: theo cả hai phương h0 = hb- a - Cốt thép trong bản sàn được tính theo các công thức sau: < A0 =0,428 g = 0.5(1 +) Þ Kiểm tra: mmin£ m £ mmax mmin=0,05% ; mmax=a0Rn/Ra=0,58.110/200=0,0245=3% m=Fa/b.h0 2. Tính cốt thép cho các ô sàn bản dầm a. Cốt thép ở nhịp Ô SÀN Mnhip A g Fa m%tt Fa chon m% S26 355.11 0.040 0.980 1.549 0.17% Þ6a200 0.20% S18 247.584 0.028 0.986 1.207 0.15% Þ6a200 0.20% S19 214.47 0.024 0.988 1.044 0.13% Þ6a200 0.20% S20 117.022 0.013 0.993 0.566 0.07% Þ6a200 0.20% S22 117.022 0.013 0.993 0.566 0.07% Þ6a200 0.20% S23 217.603 0.024 0.988 1.059 0.13% Þ6a200 0.20% S24 236.149 0.027 0.987 1.151 0.14% Þ6a200 0.20% S15 247.584 0.028 0.986 1.207 0.15% Þ6a200 0.20% S16 247.584 0.028 0.986 1.207 0.15% Þ6a200 0.20% S17 214.47 0.024 0.988 1.044 0.13% Þ6a200 0.20% S14 247.584 0.028 0.986 1.207 0.15% Þ6a200 0.20% S9 117.022 0.017 1.207 0.466 0.00% Þ6a201 0.20% B . Cốt thép ở gối Ô SÀN Mg A g Fa m%tt Fa chon m% S26 134.0440 0.015 0.992 0.577 0.06% Þ8a200 0.36% S18 99.0336 0.011 0.994 0.479 0.06% Þ8a200 0.36% S19 85.7882 0.010 0.995 0.414 0.05% Þ8a200 0.36% S20 85.7882 0.010 0.995 0.414 0.05% Þ8a200 0.36% S22 46.8089 0.005 0.997 0.226 0.03% Þ8a200 0.36% S23 87.0413 0.010 0.995 0.421 0.05% Þ8a200 0.36% S24 94.4597 0.011 0.995 0.457 0.06% Þ8a200 0.36% S15 99.0336 0.011 0.994 0.479 0.06% Þ8a200 0.36% S16 99.0336 0.011 0.994 0.479 0.06% Þ8a200 0.36% S17 85.7882 0.010 0.995 0.414 0.05% Þ8a200 0.36% S14 99.0336 0.011 0.994 0.479 0.06% Þ8a200 0.36% S9 46.8089 0.007 0.479 0.470 0.00% Þ8a200 0.36% 3. Tính cốt thép cho các ô sàn bản kê STT M A g Fa m%tt Fa chon m% M1 222.932 0.025 0.987 0.965 0.11% Þ6a200 0.20% S1 M2 222.932 0.025 0.987 0.965 0.11% Þ6a200 0.20% MI -436.149 -0.049 1.024 -1.820 -0.20% Þ8a200 0.36% MII -436.149 -0.049 1.024 -1.820 -0.20% Þ8a200 0.36% M1 222.305 0.025 0.987 0.962 0.11% Þ6a200 0.20% S2 M2 195.792 0.022 0.989 0.846 0.09% Þ6a200 0.20% MI -433.403 -0.049 1.024 -1.809 -0.20% Þ8a200 0.36% MII -376.531 -0.042 1.021 -1.576 -0.18% Þ8a200 0.36% M1 225.651 0.025 0.987 0.977 0.11% Þ6a200 0.20% S3 M2 104.323 0.012 0.994 0.448 0.05% Þ6a200 0.20% MI -389.388 -0.044 1.021 -1.629 -0.18% Þ8a200 0.36% MII -174.640 -0.020 1.010 -0.739 -0.08% Þ8a200 0.36% M1 211.346 0.024 0.988 0.914 0.10% Þ6a200 0.20% S4 M2 109.627 0.012 0.994 0.471 0.05% Þ6a200 0.20% MI -370.535 -0.042 1.020 -1.552 -0.17% Þ8a200 0.36% MII -191.143 -0.021 1.011 -0.808 -0.09% Þ8a200 0.36% M1 444.113 0.050 0.974 1.948 0.22% Þ6a150 0.36% S5 M2 157.189 0.018 0.991 0.678 0.08% Þ6a200 0.20% MI -774.347 -0.087 1.042 -3.177 -0.35% Þ8a150 0.38% MII -276.803 -0.031 1.015 -1.165 -0.13% Þ8a200 0.36% M1 458.825 0.051 0.974 2.014 0.22% Þ6a150 0.20% S6 M2 240.695 0.027 0.986 1.043 0.12% Þ6a200 0.20% MI -805.112 -0.090 1.043 -3.298 -0.37% Þ8a150 0.38% MII -427.237 -0.048 1.023 -1.784 -0.20% Þ8a200 0.36% M1 520.216 0.058 0.970 2.292 0.25% Þ8a200 0.36% S7 M2 520.216 0.058 0.970 2.292 0.25% Þ8a200 0.36% MI -975.965 -0.110 1.052 -3.964 -0.44% Þ10a200 0.43% MII -975.965 -0.110 1.052 -3.964 -0.44% Þ10a200 0.43% M1 465.317 0.052 0.973 2.043 0.23% Þ6a150 0.36% S8 M2 124.906 0.014 0.993 0.538 0.06% Þ6a200 0.20% MI -736.617 -0.083 1.040 -3.028 -0.34% Þ8a150 0.74% MII -203.205 -0.023 1.011 -0.859 -0.10% Þ8a200 0.36% M1 326.552 0.037 0.981 1.422 0.16% Þ6a200 0.20% S10 M2 209.644 0.024 0.988 0.907 0.10% Þ6a200 0.20% MI -618.400 -0.069 1.034 -2.557 -0.28% Þ8a200 0.36% MII -396.142 -0.044 1.022 -1.657 -0.18% Þ8a200 0.36% M1 300.356 0.034 0.983 1.306 0.15% Þ6a200 0.20% S11 M2 147.351 0.017 0.992 0.635 0.07% Þ6a200 0.20% MI -552.429 -0.062 1.030 -2.292 -0.25% Þ8a200 0.36% MII -351.866 -0.039 1.019 -1.475 -0.16% Þ8a200 0.36% M1 341.030 0.038 0.980 1.486 0.17% Þ6a200 0.20% S12 M2 294.034 0.033 0.983 1.278 0.14% Þ6a200 0.20% MI -681.614 -0.076 1.037 -2.809 -0.31% Þ8a200 0.36% MII -567.006 -0.064 1.031 -2.351 -0.26% Þ8a200 0.36% M1 271.499 0.030 0.985 1.178 0.13% Þ6a200 0.20% S13 M2 78.904 0.009 0.996 0.339 0.04% Þ6a200 0.20% MI -433.465 -0.049 1.024 -1.809 -0.20% Þ8a200 0.36% MII -127.428 -0.014 1.007 -0.541 -0.06% Þ8a200 0.36% M1 89.344 0.010 0.995 0.384 0.04% Þ6a200 0.20% S21 M2 31.507 0.004 0.998 0.135 0.01% Þ6a200 0.20% MI -147.399 -0.017 1.008 -0.625 -0.07% Þ8a200 0.36% MII -52.141 -0.006 1.003 -0.222 -0.02% Þ8a200 0.36% M1 98.936 0.011 0.994 0.425 0.05% Þ6a200 0.20% S25 M2 26.110 0.003 0.999 0.112 0.01% Þ6a200 0.20% MI -167.203 -0.019 1.009 -0.708 -0.08% Þ8a200 0.36% MII -44.890 -0.005 1.003 -0.191 -0.02% Þ8a200 0.36% Bố trí cốt thép trên bản vẽ KC : 1/7