Tính toán kết cấu về sàn tầng điển hình

PHAÀN II: KEÁT CAÁU KHOÁI LÖÔÏNG : (60%) GVHD : ThS. TRẦN THỊ NGUYÊN HẢO SVTH : VŨ HẢI NAM MSSV : 10101121 LÔÙP : 02XD1 CHÖÔNG I: TÍNH TOAÙN SAØN TAÀNG ÑIEÅN HÌNH I.1.NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ SAØN BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP - Saøn laø keát caáu chòu löïc, ñoàng thôøi laïi laø vaùch cöùng laøm cho ngoâi nhaø coù ñuû ñoä cöùng vaø ñoä oån ñònh caàn thieát theo phöông ngang. Saøn vaø maùi phaûi ñaûm baûo ñaày ñuû nhöõng yeâu caàu veà ñoä cöùng, cöôøng ñoä cuûa nhaø phaûi thoaû maõn nhöõng ñoøi hoûi kieán truùc vaø coâng naêng. - Cöôøng ñoä vaø ñoä cöùng ñöôïc kieåm tra baèng tính toaùn khaû naêng chòu taûi vaø bieán daïng cuûa caùc caáu kieän saøn khi chòu uoán. - Vieäc löïa choïn kieåu saøn beâ toâng coát theùp phuï thuoäc coâng naêng cuûa caùc phoøng vaø kích thöôùc maët baèng cuûa noù, phuï thuoäc hình thöùc kieán truùc cuûa traàn, caùc chæ tieâu kinh teá kyõ thuaät vaø caùc yeáu toá khaùc. - Saøn cuõng laø keát caáu cuøng tham gia chòu taûi troïng ngang bôûi vì trong maët phaúng ngang saøn coù ñoä cöùng khaù lôùn ( xem nhö tuyeät ñoái cöùng theo phöông ngang). I.2. BOÁ TRÍ DAÀM VAØ PHAÂN LOAÏI OÂ SAØN I.2.1.Choïn sô boä kích thöôùc caùc tieát dieän ban ñaàu cuûa caùc caáu kieän Kích thöôùc daàm: Chieàu cao daàm: vôùi:- m . laø heä soá phuï thuoäc vaøo tính chaát cuûa khung vaø taûi troïng; m= 8 ÷ 12 ñoái vôùi daàm chính khung moät nhòp; m= 12 ÷ 20 ñoái vôùi khung nhieàu nhòp hoaëc daàm nhieàu nhòp; l . nhòp daàm. Beà roäng: bb = (1/2 ÷ 1/4 ) hb Caùc thieát dieän daàm ñöôïc choïn Loaïi daàm : Nhòp L(mm) Kích thöôùc choïn (b x h)mm Daàm chính D1 5000 300 x 450 D2 6000 300 x 450 5000 300 x 450 2500 300 x 300 Daàm phuï D3 5000 200 x 300 D4 6000 200 x 300 D5 1700 200 x 300 Daàm coânxoân 750 200 x 300 450 200 x 300 Daàm moâi choïn taát caû laø 200 x 300 Sô ñoà boá trí heä daàm Quan nieäm tính toaùn cuûa nhaø cao taàng laø xem saøn tuyeät ñoái cöùng trong maët phaúng ngang, trong ñoù beà daøy saøn phaûi ñuû lôùn ñeå ñaûm baûo caùc ñieàu kieän sau: Taûi troïng ngang truyeàn vaøo khung thoâng qua saøn. Saøn khoâng bò rung ñoäng, dòch chuyeån khi chòu taûi troïng ngang aûnh höôûng ñeán coâng naêng cuûa coâng trình. Treân saøn, heä töôøng ngaên khoâng coù heä daàm ñôõ coù theå ñöôïc boá trí baát kyø vò trí naøo treân saøn maø khoâng laøm taêng ñaùng keå cuûa saøn. Chieàu daøy saøn ñöôïc choïn theo coâng thöùc: vôùi: - D =( 0.8 ÷1,2): heä soá kinh nghieäm phuï thuoäc vaøo hoaït taûi söû duïng; - m = (40÷45) : ñoái vôùi saøn baûn keâ boán caïnh; - m = (30 ÷35) ñoái vôùi saøn baûn loaïi daàm; Choïn oâ saøn S6 laøm oâ ñieån hình ñeå tính. Khi ñoù chieàu daøy saøn ñöôïc tính nhö sau: mm mm Nhö vaäy choïn 100 mm cho taát caû caùc loaïi saøn I.2.2 Xaùc ñònh taûi troïng Tĩnh taûi saøn goàm troïng löôïng baûn thaân vaø caùc lôùp caáu taïo saøn . gi = d x g . troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo saøn thöù i. ni . heä soá ñoä tin caäy caùc lôùp caáu taïo thöù i. tĩnh taûi: g = gi x ni Hoaït taûi : ptc = hoaït taûi tieâu chuaån (TCVN2737-1995). npi : heä soá ñoä tin caäy hoaït taûi. a.Tĩnh taûi Vaäy ta coù: gt = gi x ni gaïch ceramic g = 2000( kG/m3) d = 8 vöõa loùt g = 1800 ( kG/m3) d = 20 beâ toâng coát theùp g = 2500( kG/m3) d = 100 vuõa traùt g = 1800( kG/m3) d = 20 Hình I.2.Caáu taïo saøn khoâng choáng thaám Baûng I.1.Tĩnh taûi saøn khoâng choáng thaám gaïch ceramic g = 2000( kG/m3) d = 8 vöõa loùt g = 1800 ( kG/m3) d = 20 beâ toâng choáng thaám g = 2000( kG/m3)d =50 beâ toâng coát theùp g = 2500( kG/m3) d = 100 vöõa traùt g= 1800 ( kG/m3) d = 20 Hình I.3.Caáu taïo saøn choáng thaám Baûng I.2.Tĩnh taûi saøn choáng thaám b. Taûi troïng töôøng qui ñoåi * Nguyeân taéc tính toång troïng löôïng taát caû caùc töôøng trong oâ saøn sau ñoù nhaân vôùi heä soá oâ cöûa. Nhöng trong ñoà aùn naøy ta khoâng nhaän vôùi heä soá thieân veà an toaøn.ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: (kG/m2) trong ñoù: - lt : chieàu daøi töôøng; - ht : chieàu cao töôøng; - g : troïng löôïng rieâng; - l1, l2 : kích thöôùc hai caïnh cuûa oâ saøn. Töôøng 10 vaø 20 xaây gaïch oáng, heä soá ñoä tin caäy n =1.3 töôøng10: gttt = gttc x n =180 x 1.3= 234 (kG/m2) töôøng20: gttt = gttc x n =330 x 1.3= 429 (kG/m2) Ñoái vôùi töôøng coù loã cöûa, laáy troïng löôïng töôøng ngaên baèng 70% troïng löôïng töôøng ñaëc. Caùc tænh taûi töôøng xin ñöôïc ñaùnh giaù gaàn ñuùng döïa theo baûn veõ kieán truùc. Baûng I.3.Taûi troïng töôøng qui ñoåi c. Hoaït taûi Tra baûng theo “ TCVN 2737-1995 TAÛI TROÏNG VAØ TAÙC ÑOÄNG” KÍ HIEÄU OÂ SAØN ptc (kG/m2) n Heä soá ñoä tin caäy ptt (kG/m2) Phoøng nguû 150 1.3 195 Phoøng khaùch 150 1.3 195 Beáp 150 1.3 195 Ban coâng 200 1.2 240 Haønh lang 400 1.2 480 Veä sinh 150 1.3 195 Saøn maùi 400 1.2 480 Baûng I.4.Tính hoaït taûi saøn I.2.3. Phaân loaïi saøn Caên cöù vaøo kích thöôùc, taûi troïng vaø sô ñoà tính cuûa töøng loaïi phoøng maø ta chia maët baèng saøn thaønh 15 loaïi oâ khaùc nhau ñoái vôùi saøn taàng ñieån hình. Caùc oâ ñöôïc ñaùnh soá nhö trong hình veõ: Caên cöù vaøo tyû soá ta chia baûn saøn thaønh hai loaïi oâ baûn daàm(>2) vaø oâ baûn keâ boán caïnh (<= 2). SOÁ HIEÄU OÂ SAØN ld (m) ln (m) Tyû soá ld /ln Soá löôïng Loaïi oâ baûn S1 3,4 1,6 2,12 16 BAÛN DAÀM S2 5,0 3,4 1,47 16 BAÛN KEÂ S3 1,7 1,6 1,06 16 BAÛN KEÂ S4 6,0 4,0 1,5 16 BAÛN KEÂ S5 4,0 1.0 4,0 13 BAÛN DAÀM S6 5,0 2,5 2,0 9 BAÛN DAÀM S7 6,0 1.0 6,0 3 BAÛN DAÀM Baûng I.5.Phaân loaïi oâ saøn I.3 PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC VAØ TÍNH COÁT THEÙP SAØN I.3.1 TÍNH TOAÙN CAÙC OÂ BAÛN BAÛN LOAÏI DAÀM Caùc oâ baûn loaïi daàm goàm caùc oâ baûn S1,S5,S6,S7. Caùc giaû thuyeát tính toaùn: Caùc oâ baûn daàm ñöôïc tính nhö caùc baûn ñôn. Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa caùc oâ baûn keá caän. 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 vôùi daõi coù beà roäng 1m ñeå tính. Hình I.4.OÂ baûn daàm a.Sô ñoà tính -Do tæ soá hd/hb ñeàu lôùn hôn 3 neân caùc oâ saøn thuoäc sô ñoà ngaøm. b.Xaùc ñònh noäi löïc Tuyø theo sô ñoà tính maø ta coù caùc giaù trò noäi löïc khaùc nhau, ñoái vôùi sô ñoà tính ñaõ ñöôïc xaùc ñònh theo baûng treân ta coù: Hình I.5.Noäi löïc oâ baûn daàm Caùc giaù trò Moâmen: Moâmen nhòp: Moâmen goái: Trong sô ñoà tính: q = gstt + ptt + gttt Baûng I.6.Keát quaû tính toaùn taûi troïng vaø noäi löïc c.Tính toaùn coát theùp Beâtoâng M.300 Coát theùp AI a0 Rn (kG/cm2) Rk (kG /cm2) Eb (kG /cm2) Ra (kG /cm2) Rad (kG /cm2) Ea (kG /cm2) 130 10 2,9 x 105 2300 1800 2,1x105 0.58 Baûng I.7.Vaät lieäu Tính toaùn vaø boá trí coát theùp Coát theùp ñöôïc tính toaùn vôùi daõi baûn coù beà roäng b = 1m vaø ñöôïc tính toaùn nhö caáu kieän chòu uoán. trong ñoù : ; ; b = 100cm: beà roäng daõi tính toaùn; h0 = hb – a: chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; Giaû thieát a = 1,5cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo ® h0 = 10 – 1,5 = 8,5 cm. Haøm löôïng coát theùp tính toaùn (m) trong daõi baûn caàn ñaûm baûo ñieàu kieän: vôùi : ; Theo TCVN laáy mmin = 0.05%. BaûngI.8.Baûng tính toaùn vaø boá trí coát theùp I.3.3.TÍNH TOAÙN CAÙC OÂ BAÛN KEÂ 4 CAÏNH Caùc oâ baûn keâ 4 caïnh goàm caùc oâ baûn töø S2,S3,S4. Caùc giaû thuyeát tính toaùn: Caùc oâ baûn keâ ñöôïc tính nhö caùc baûn ñôn. Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa caùc oâ baûn keá caän. 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 I.6.OÂ baûn keâ 4 caïnh a.Sô ñoà tính -Do tæ soá hd/hb > 3 neân ta tính theo sô ñoà ngaøm 4 caïnh.(sô ñoà 9) b.Xaùc ñònh noäi löïc Sô ñoà tính toaùn noäi löïc (oâ baûn 9) Hình I.7.Noäi löïc oâ baûn keâ 4 caïnh Caùc giaù trò Moâmen ñöôïc tính toaùn theo caùc coâng thöùc sau: Moâmen döông lôùn nhaát ôû giöõa nhòp: M1 = mi1.P M2 = mi2.P Moâmen aâm lôùn nhaát ôû goái: MI = ki1.P MII = ki2.P Vôùi: . P = q.l1.l2 : toång taûi troïng taùc duïng leân oâ baûn . q = gstt + ptt + gttt . mi1, mi2, mk1, mk2 : caùc heä soá ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch tra baûng, phuï thuoäc vaøo tyû soá l2/l1. c.Tính toaùn coát theùp Beâtoâng M.300 Coát theùp AI a0 Rn (kG/cm2) Rk (kG /cm2) Eb (kG /cm2) Ra (kG /cm2) Rad (kG /cm2) Ea (kG /cm2) 130 10 2,9 x 105 2300 1800 2,1x105 0.58 Baûng I.9.Vaät lieäu Tính toaùn vaø boá trí 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. trong ñoù: ; ; b = 100cm: beà roäng daûi tính toaùn; h0 = hb – a: chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; Giaû thieát a =1,5cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo ® h0 = 10 –1,5 = 8,5 cm. Haøm löôïng coát theùp tính toaùn (m) trong daûi baûn caàn ñaûm baûo ñieàu kieän: vôùi: . Theo TCVN laáy mmin = 0.05%. Keát quaû tính toaùn coát theùp ñöôïc laäp thaønh baûng sau: OÂ saøn L1 (m) L2 (m) gstt (kG/m2) ptt (kG/m2) gttt (kG/m2) q (kG/m2) P (kG) m91 m92 k91 k92 S2 3.4 5.0 1.47 386.2 195 153.7 734.9 14098 0.021 0.0471 0.0104 0.0233 S3 1.6 1.7 1.06 496.2 195 0 691.2 2002 0.0189 0.044 0.0169 0.039 S4 4.0 6.0 1.50 496.2 195 91.7 782.9 20433 0.0208 0.046 0.0093 0.021 Baûng I.10.Soá lieäu tính toaùn noäi löïc Baûng I.11.Tính toaùn vaø boá trí coát theùp Baûng tính toaùn coát theùp vaø baûng veõ coù sai khaùc moät ít ñeå thuaän tieän cho quaù trình thi coâng, nhöng vaãn ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc.