Thực trạng tính toán sàn tầng điển hình

CHÖÔNG II TÍNH TOAÙN SAØN TAÀNG ÑIEÅN HÌNH PHÖÔNG AÙN SAØN SÖÔØN BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP II.1 TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN SAØN Trình töï tính toaùn baûn saøn bao goàm: Xaùc ñònh kích thöôùc daàm, baûn saøn Phaân loaïi oâ saøn tính toaùn Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng leân baûn saøn Choïn sô ñoà tính baûn saøn Xaùc ñònh noäi löïc cuûa oâ saøn Tính toaùn coát theùp oâ saøn Löïa choïn vaø boá trí coát theùp Tính toaùn, kieåm tra ñoä voõng oâ saøn II.2 LÖÏA CHOÏN KÍCH THÖÔÙC CAÙC BOÄ PHAÄN SAØN Vieäc boá trí maët baèng keát caáu cuûa saøn phuï thuoäc vaøo maët baèng kieán truùc vaø vieäc boá trí caùc keát caáu chòu löïc chính. Kích thöôùc tieát dieän caùc boä phaän saøn phuï thuoäc vaøo nhòp vaø taûi troïng taùc duïng cuûa chuùng treân maët baèng. Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc tieát caùc boä phaän saøn ñöôïc döïa theo [13], [25]. II.2.1. Choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän daàm Chieàu cao tieát dieän daàm hd ñöôïc choïn theo nhòp: trong ñoù: l d: nhòp daàm ñang xeùt md: heä soá phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa khung vaø taûi troïng md = 12 ¸ 16 ñoái vôùi daàm cuûa khung ngang nhieàu nhòp Chieàu roäng tieát dieän daàm bd choïn trong khoaûng: Kích thöôùc tieát dieän daàm choïn sô boä nhö sau : Choïn 250x400 cho töøng daàm nhòp 4.5m , 5m Hình 3.1: Maët baèng daàm saøn taàng ñieån hình - Daàm moâi ban coâng choïn tieát dieän b x h = 20 x 30 cm II.2.2 Chieàu daøy baûn saøn hs Trong tính toaùn nhaø cao taàng saøn ñöôïc caáu taïo sao cho ñöôïc xem saøn tuyeät ñoái cöùng trong maët phaúng ngang, do ñoù beà daøy cuûa saøn phaûi ñuû lôùn ñeå: Taûi troïng ngang truyeàn vaøo vaùch cöùng, loõi cöùng thoâng qua saøn Saøn khoâng bò rung ñoäng, dòch chuyeån khi chòu taûi troïng ngang (gioù, baõo, ñoäng ñaát...) aûnh höôûng ñeán coâng naêng söû duïng Chieàu daøy cuûa baûn saøn coøn ñöôïc tính toaùn sao cho treân saøn khoâng coù heä daàm ñôõ caùc töôøng ngaên maø khoâng taêng ñoä voõng cuûa saøn . Chieàu daøy baûn saøn phuï thuoäc vaøo nhòp vaø taûi troïng taùc duïng. Sô boä xaùc ñònh chieàu daøy hs theo bieåu thöùc: hs= trong ñoù: . lng : caïnh ngaén oâ saøn . ld : caïnh daøi oâ saøn Choïn hb laø soá nguyeân theo cm, ñoàng thôøi ñaûm baûo ñieàu kieän caáu taïo: hs ³ hmin (ñoái vôùi saøn nhaø daân duïng hmin = 6 cm) Baûng 3.2: Chieàu daøy saøn vaø phaân loaïi oâ saøn OÂ SAØN Lng (m) Ld (m) TYÛ SOÁ DIEÄN TÍCH (m2) LOAÏI OÂ BAÛN CHOÏN hs (cm) S1 3.2 4.5 1.41 14.4 Saøn 2 phöông 10 S2 2.6 4.5 1.73 11.7 saøn 2 phöông 10 S3 3.4 4.5 1.33 15.3 saøn 2 phöông 10 S4 3.9 4.5 1.15 17.55 saøn 2 phöông 10 S5 2 5 2.5 10 saøn 1 phöông 10 S6 4.5 4.7 1.04 21.15 saøn 2 phöông 10 S7 1.2 4.5 3.75 5.4 saøn 1 phöông 10 S8 3.2 5 1.56 16 saøn 2 phöông 10 S9 2.8 5 1.78 14 saøn 2 phöông 10 S10 3.4 4.5 1.32 15.3 saøn 2 phöông 10 Choïn sô boä chieàu daøy saøn hs = 100mm II.3 XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN BAÛN SAØN Taûi troïng treân baûn saøn goàm coù II.3.1 Taûi troïng thöôøng xuyeân Bao goàm troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo saøn: g = ågi.ngi trong ñoù: - gi: troïng löôïng baûn thaân lôùp caáu taïo thöù i - ngi: heä soá ñoä tin caäy thöù lôùp thöù i Hình 3.2: Caáu taïo saøn II.3.2 Taûi troïng taïm thôøi Taûi troïng tieâu chuaån phaân boá ñeàu treân saøn laáy theo TCVN 2737 –1 995 ptt = ptcx np trong ñoù: - ptc: taûi troïng tieâu chuaån laáy theo baûng 3 TCVN 2737 – 1995; phuï thuoäc vaøo coâng naêng cuï theå caùc phoøng - np: heä soá ñoä tin caäy Do khi soá taàng nhaø caøng taêng leân, xaùc suaát xuaát hieän ñoàng thôøi taûi troïng söû duïng ôû taát caû caùc taàng giaûm, neân khi thieát keá caùc keát caáu thaúng ñöùng cuûa nhaø cao taàng söû duïng heä soá giaûm taûi. Baûng 3.3: Giaù trò tĩnh taûi caùc lôùp caáu taïo cuûa oâ saøn STT Caùc lôùp caáu taïo gi (KN/m3) ni gctt (KN/m2) 1 Gaïch loùt 18 10 1.1 0.198 2 Vöõa loùt 20 20 1.3 0.52 3 saøn BTCT 25 100 1.1 2.75 4 Vöõa traùt traàn 20 15 1.3 0.35 Toång 3.86 Toång gstt = 3.86 (KN/m2) Baûng 3.3: Giaù trò tĩnh taûi caùc oâ saøn veä sinh STT Các lớp cấu tạo sàn Trọng lượng riêng KN /m3 Hệ số vượt tải Tĩnh tải tt KN /m2 1 Gạch lót dày 10 18 1.3 0.234 2 Vữa lót sàn dày 35 20 1.3 0.91 3 Bản BTCT 100 25 1.1 2.75 4 Vữa trát trần dày 15 20 1.3 0.39 5 Nhựa chống thấm 0.021 (KN /m2) 1.3 0.0273 6 Đường ống thiết bị 0.50 (KN /m2 ) 1.3 0.65 Tổng TT các lớp sàn 4.96KN /m2 ) Baûng 3.4: Giaù trò hoaït taûi cuûa oâ saøn Kyù hieäu Coâng naêng Dieän tích(m2) Hoaït taûi tieâu chuaån (KN/m2) Heä soá vöôït taûi n Hoaït taûi tính toaùn (daN/m2) S1 Phoøng nguû 14.4 1.5 1.3 1.95 S2 Phoøng beáp , veä sinh 11.7 1.5 1.3 1.95 S3 Phoøng khaùch 15.3 1.5 1.3 1.95 S4 Phoøng nguû 17.55 1.5 1.3 1.95 S5 Haønh lang 10 3 1.2 3.60 S6 Phoøng khaùch 21.15 1.5 1.3 1.95 S7 Ban coâng 5.4 2 1.2 2.40 S8 Phoøng nguû 16 1.5 1.3 1.95 S9 Phoøng nguû 14 1.5 1.3 1.95 S10 Phoøng beáp , veä sinh 15.3 1.5 1.3 1.95 II.3.3 Troïng löôïng töôøng ngaên qui ñoåi thaønh taûi troïng phaân boá ñeàu treân saøn Baûng 3.5: Baûng tính taûi troïng töôøng treân saøn taàng ñieån hình Ký hiệu Diện tích sàn A Chiều dài tường lt (m) Chiều cao tường ht (m) (KN/m3) Hệ số độ tin cậy n Trọng lượng tường qui đổi gtqđ(KN/m2) S2 11.7 2.6 3.6 18 1.3 1.87 S10 15.3 2.6 3.6 18 1.3 1.87 II.4 TÍNH TOAÙN CAÙC OÂ BAÛN SAØN II.4.1 . Tính toaùn caùc oâ baûn keâ 4 caïnh S3, S4, S5, S7, S8, S9, S11, S12, S13, S14, S15, S16 Sau khi ñaõ boá trí heä daàm tröïc giao, caùc oâ saøn coù kích thöôùc nhoû hôn 6m, caùc oâ saøn naøy thuoäc loaïi baûn keâ 4 caïnh, coù theå tính theo baûn ñoäc laäp hoaëc baûn lieân tuïc [9] - ÔÛ ñaây caùc oâ baûn keâ ñöôïc tính nhö baûn lieân tuïc - Tính baûn theo sô ñoà ñaøn hoài - caùc kích thöôùc oâ baûn laáy töø truïc daàm ñeán truïc daàm - Caét oâ baûn theo caïnh ngaén vaø caïnh daøi vôùi caùc daûi coù beà roäng 1m ñeå tính Hình 3.3: Sô ñoà tính saøn II.4.1.1 . Sô ñoà tính Ta xeùt tæ soá hd/hs ñeå xaùc ñònh lieân keát giöõa caïnh baûn saøn vôùi daàm. Do ñoù caùc oâ baûn S1, S2, S3, S4 coù cuøng moät sô ñoà tính laø ngaøm 4 caïnh nhö hình 3.4 Hình 3.4: Sô ñoà tính vaø vò trí moment ôû nhòp vaø goái theo 2 phöông Baûn thuoäc loaïi keâ 4 caïnh do tæ soá ld/lng < 2, thuoäc loaïi oâ baûn soá 9 II.4.1.2 Xaùc ñònh noäi löïc [9] - Do caùc caïnh cuûa oâ baûn lieân keát vôùi daàm laø ngaøm neân öùng vôùi oâ thöù 9 trong 11 loaïi oâ baûn - Moâmen döông lôùn nhaát ôû giöõa nhòp 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 ñoù: g: tónh taûi oâ baûn ñang xeùt p: hoaït taûi oâ baûn ñang xeùt mi1: i laø soá kyù hieäu loaïi oâ baûn ñang xeùt - Moâmen aâm lôùn nhaát treân goái MI = k91.P MII = k92.P P = q.l1.l2 q = gstt + ptt + gttt trong ñoù: P: toång taûi troïng taùc duïng leân oâ baûn mi1, mi2, mk1, mk2: caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tra baûng phuï thuoäc vaøo tyû soá l2/l1 - Keát quaû noäi löïc ñöôïc tính toaùn theo baûng sau: Baûng3.6: Baûng giaù trò noäi löïc caùc oâ baûn keâ boán caïnh OÂ baûn Kích thöôùc Tyû soá gstt (KN/m2) gtqd (KN/m2) pstt (KN/m2) P (KN) P'(KN) P''(KN) lng (m) ld (m) S1 3.2 4.5 1.41 3.86 1.95 83.664 14.04 59.624 S2 2.6 4.5 1.73 4.96 1.87 1.95 102.73 11.41 91.32 S3 3.4 4.5 1.32 3.86 - 1.95 88.893 14.92 73.975 S4 3.9 4.5 1.15 3.86 - 1.95 101.96 17.11 84.35 S6 4.5 4.7 1.04 3.86 - 1.95 122.88 20.52 102.26 S8 3.2 5 1.56 3.86 - 1.95 92.96 15.6 77.36 S9 2.8 5 1.78 3.86 - 1.95 81.34 13.65 67.69 S10 3.4 4.5 1.32 3.86 1.87 1.95 117.504 14.92 102.58 m11 m12 Caùc heä soá Giaù trò Moâmen (KNm/m) m91 m92 k91 k92 M1 M2 MI MII 0.0471 0.0397 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 1.91 1.195 3.95 2 0.0487 0.0162 0.0198 0.0067 0.0434 0.0146 2.35 0.74 4.46 1.44 0.0456 0.0259 0.0209 0.0119 0.0475 0.0272 2.23 1.27 4.22 2.41 0.0414 0.0314 0.0200 0.0150 0.0461 0.0349 2.33 1.8 4.7 3.56 0.0380 0.0346 0.0187 0.0171 0.0437 0.0394 2.63 2.46 5.36 4.84 0.0484 0.0199 0.0206 0.0085 0.0458 0.0188 2.35 0.97 4.26 1.75 0.0485 0.0152 0.0196 0.0062 0.0426 0.0135 1.94 0.63 3.46 1.1 0.0456 0.0259 0.0209 0.0119 0.0475 0.0272 2.82 1.51 5.58 3.19 II.4.1.3 Tính toaùn coát theùp Coát theùp ñöôïc tính toaùn vôùi daûi baûn coù beà roäng b = 1m theo caû 2 phöông vaø ñöôïc tính toaùn nhö caáu kieän chòu uoán Giaû thieát: a = 1.5cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo : chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän b = 100cm: beà roäng tính toaùn Sau khi tính toaùn coát theùp phaûi kieåm tra haøm löôïng coát theùp : vôùi : Theo TCVN qui ñònh , choïn Baûng 3.7: Ñaëc tröng vaät lieäu Beâ toâng maùc 250 Rn Rk Eb (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) 11000 1.2 2.65x105 - Keát quaû tính toaùn coát theùp ñöôïc laäp thaønh baûng sau: Baûng 3.8: Baûng tính toaùn coát theùp caùc oâ baûn keâ boán caïnh OÂ SAØN Mi(KNm) Tónh taûi G Hoaït taûi P ho(m) A Fa (cm2) choïn KN/m2 KN/m2 Fa (cm2) Þ cm2 S1(3.2x4.5) M1 1.91 3.86 2.4 0.085 0.024 0.024 0.98 Þ6a200 1.42 phoøng nguû M2 1.195 0.085 0.015 0.015 0.61 Þ6a200 1.42 MI 3.95 0.085 0.050 0.051 2.02 Þ8a200 2.52 MII 2 0.085 0.025 0.025 1.02 Þ8a200 2.52 M1 2.35 6.5 1.95 0.085 0.030 0.030 1.20 Þ6a200 1.42 S2 M2 0.74 0.085 0.009 0.009 0.38 Þ6a200 1.42 2.6mx4.5m MI 4.46 0.085 0.056 0.058 2.28 Þ8a200 2.52 beáp, nhaø veä sinh MII 1.44 0.085 0.018 0.018 0.74 Þ8a200 2.52 M1 2.23 3.86 4.8 0.085 0.028 0.028 1.14 Þ6a200 1.42 S3 M2 1.27 0.085 0.016 0.016 0.65 Þ6a200 1.42 3.4mx4.5m MI 4.22 0.085 0.053 0.055 2.16 Þ8a200 2.52 phoøng khaùchû MII 2.41 0.085 0.030 0.031 1.23 Þ8a200 2.52 M1 2.33 3.86 2.4 0.085 0.029 0.030 1.19 Þ6a200 1.42 S4 M2 1.8 0.085 0.023 0.023 0.92 Þ6a200 1.42 3.9mx4.5m MI 4.7 0.085 0.059 0.061 2.40 Þ8a180 2.79 phoøng nguû MII 3.56 0.085 0.045 0.046 1.82 Þ8a200 2.52 M1 2.63 3.86 4.8 0.085 0.033 0.034 1.35 Þ6a200 1.42 S6 M2 2.46 0.085 0.031 0.031 1.26 Þ6a200 1.42 phoøng khaùch MI 5.36 0.085 0.067 0.070 2.74 Þ8a180 2.79 4.7mx4.5m MII 4.84 0.085 0.061 0.063 2.48 Þ8a200 2.52 M1 2.35 3.86 2.4 0.085 0.030 0.030 1.20 Þ6a200 1.42 S8 M2 0.97 0.085 0.012 0.012 0.50 Þ6a200 1.42 phoøng nguû MI 4.26 0.085 0.054 0.055 2.18 Þ8a200 2.52 3.2mx5m MII 1.75 0.085 0.022 0.022 0.90 Þ8a200 2.52 M1 1.94 3.86 2.4 0.085 0.024 0.025 0.99 Þ6a200 1.42 S9 M2 0.63 0.085 0.008 0.008 0.32 Þ6a200 1.42 phoøng nguû MI 3.46 0.085 0.044 0.045 1.77 Þ8a200 2.52 2.8mx5m MII 1.1 0.085 0.014 0.014 0.56 Þ8a200 2.52 M1 2.82 6.5 1.95 0.085 0.035 0.036 1.44 Þ6a200 1.42 S10 M2 1.51 0.085 0.019 0.019 0.77 Þ6a200 1.42 phoøng beáp veä sinh MI 5.58 0.085 0.070 0.073 2.85 Þ8a160 3.14 3.4mx4.5m MII 3.19 0.085 0.040 0.041 1.63 Þ8a200 2.52 II.4.1.4 Boá trí coát theùp Ghi chuù: Coát theùp boá trí treân baûn veõ coù theå sai khaùc moät chuùt ít so vôùi tính toaùn ñeå tieän lôïi hôn khi thi coâng nhöng vaãn ñaûm baûo an toaøn II.4.2 Tính toaùn caùc oâ baûn 1 phöông Caùc oâ baûn 1 phöông goàm oâ baûn S5, S7 Caùc giaû thieát tính toaùn: Caùc oâ baûn 1 phöông ñöôïc tính toaùn nhö caùc oâ baûn ñôn, khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa oâ baûn keá caän Caùc oâ baûn ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài Caét 1 m theo phöông caïnh ngaén ñeå tính II.4.2.1 Xaùc ñònh sô ñoà tính Lieân keát cuûa hai ñaàu daàm xaùc ñònh döïa vaøo tyû soá Lieân keát giöõa caùc oâ baûn laø lieân keát ngaøm Hình 3.4: Sô ñoà tính baûn 1 phöông II.4.2.2 Xaùc ñònh noäi löïc Caùc giaù trò momen tính theo coâng thöùc sau: - Momen nhòp: Mn= - Momen goái: Mg=40%Mn trong ñoù: q: taûi troïng toaøn phaàn Keát quaû noäi löïc ñöôïc tính toaùn theo baûng sau: Kyù hieäu Nhòp Tónh taûi (KN/m2) Hoaït taûi(KN/m2) Taûi troïng toaøn phaàn(KN/m2) Giaù trò moment(KNm/m) L(m) gstt gtqñ Pstt q Mg Mnh S7 1.3 3.86 - 3.6 7.46 1.1 1.58 S5 2 3.86 - 2.4 6.26 2.19 3.13 II.4.2.3 Tính toaùn coát theùp Coát theùp cuûa oâ baûn ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán Giaû thieát: - a = 1.5cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo - : chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän - b = 100cm: beà roäng tính toaùn Sau khi tính toaùn coát theùp phaûi kieåm tra haøm löôïng coát theùp : vôùi : Theo TCVN qui ñònh Keát quaû tính toaùn coát theùp trình baøy trong baûng sau: Baûng 3.10: Baûng tính toaùn coát theùp caùc oâ baûn 1 phöông Kyù hieäu Vò trí Moment(KN/m) b (cm) ho(cm) A a Ftt(cm2) choïn theùp µ(%) Nhaän xeùt Æ a As (cm2) S7 Goái 1.1 100 8.5 0.014 0.014 0.56 8 200 2.52 0.29 thoûa Nhòp 1.58 100 8.5 0.020 0.020 0.81 6 200 1.41 0.16 thoûa S5 Goái 2.19 100 8.5 0.028 0.028 1.12 8 200 2.52 0.29 thoûa Nhòp 3.13 100 8.5 0.039 0.040 1.6 6 160 1.77 0.20 thoûa II.4.2.4 Boá trí coát theùp Ghi chuù: Coát theùp boá trí treân baûn veõ KC 01/7 coù theå sai khaùc moät chuùt ít so vôùi tính toaùn ñeå tieän lôïi hôn khi thi coâng nhöng vaãn ñaûm baûo an toaøn