Tính toán về sàn tầng điển hình

PHẦN II KẾT CẤU ( 50 % ) GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH TH.S. VÕ MINH THIỆN CHƯƠNG 1 TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 1. Phân tích hệ chịu lực của công trình Công trình CHUNG CƯ LINH ĐÔNG được thi công bằng bêtông cốt thép đổ toàn khối. Sàn phẳng được bêtông cốt thép được sữ dụng rộng trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp. Nó có những ưu điểm quan trọng như : bền lâu, chống cháy tốt, có độ cứng lớn, dễ thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh, dễ cơ giới hoá việc xây dựng và kinh tế hơn các loại sàn khác. Tuy nhiên, cũng có nhược điểm như khả năng cách âm không cao, khối lượng riêng lớn . Kết cấu sàn trực tiếp chịu tác dụng của tải sử dụng (tĩnh tải và hoạt tải), sau đó truyền vào dầm, dầm truyền lên cột, cột truyền xuống móng. Công trình được thiết kế với hệ chịu lực chính là hệ khung chịu lực, sàn sườn toàn khối Sàn gồm có bản và hệ dầm đúc liền khối với nhau. 2. Chọn loại vật liệu xây dựng Bêtông mác : 300 có R= 130 kG/cm R= 10 kG/cm Thép AI có R= 2100 kG/cm 3. Tính toán sàn tầng điển hình 3.1. Chọn sơ bộ khích thước tiết diện ban đầu của các cấu kiện 3.1.1.Kích thước tiết diện dầm Chiều cao dầm: h= l Với m : hệ số phụ thuộc vào tính chất khung và tải trọng m= 812 dầm chính m= 812 dầm phụ l : nhịp dầm Bề rộng dầm : b= ()h Bảng chọn sơ bộ tiết diện dầm Dầm L (cm Tiết diện dầm(cm) D1 700 30 ´ 60 D2 650 30 ´ 60 D3 650 20 ´ 40 Ban công 350 15 ´ 30 Mặt bằng bố trí hệ dầm 3.1.2. Chiều dày sàn Chọn sơ bộ chiều dày sàn theo công thức h= l với l: cạnh ngắn ô bản m = 40 45 : bản kê 4 cạnh D = 0.8 1.4 : hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào hoạt tải sữ dụng. hs = ´ 350 = (10,5 ¸9,3) cm. Để giảm bớt độ rung của sàn do chấn động bên ngoài và tăng cường độ cứng của công trình.Chọn h= 10cm. 3.2.1. Mặt bằng phân loại ô bản sàn 3.2.2. Bảng thống kê số liệu sàn Sàn l2(m) l1 (m) Số lượng Loại ô bản S 6.5 3.5 1.86 14 Bản kê S2 3.5 2.6 1.35 7 Bản kê S3 3.5 1.2 2.92 9 Bản dầm S4 3.25 1.2 2.7 4 Bản dầm S5 3.5 2 1.4 2 Bản kê S6 3.5 1 3.5 1 Bản dầm 4. Xác định tải trọng Tĩnh tải sàn gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo sàn. Công thức tính toán : gs = Sgi = Sgi .hi . ni Với : gi : Trọng lượng riêng vật liệu thứ i (kG/m3) hi : Chiều dày vật liệu thứ i (m)  ni : Hệ số vượt tải thứ i Cấu tạo sàn : Gạch Ceramic dày 0,8 cm Lớp vữa lót dày 3 cm Sàn BTCT dày 10 cm Lớp vữa trát dày 1,5 cm Hoạt tải sàn p = ptcnpi ptc : hoạt tải tác dụng lên sàn được tra ở tài liệu [1] npi : hệ số độ tin cậy của hoạt tải. 4.1.Tĩnh tải Bảng tính toán tải trọng bản thân sàn Stt Cấu tạo sàn Chiều dày (m) g (kG/m3) Tải trọng tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số độtin cậy Tải trọng tính toán (kG/m2) 1 Gạch cramic 0,008 2000 16 1,1 17,60 2 Vữa lót 0,03 1800 54 1,3 70,20 3 Sàn BTCT 0,1 2500 250 1,1 275 4 Vữa trát trần 0,015 1800 27 1,3 35,10 433 4.2. Hoạt tải Stt Loại sàn ptc(kG/m2) np ptt(kG/m2) 1 Phòng ngủ 200 1,2 240 2 Phòng wc 200 1,2 240 3 Hành lang 300 1,2 360 4 Ban công 200 1,2 240 4.3. Trọng lượng tường ngăn Đối với các ô sàn có tường ngăn xây trực tiếp trên sàn, bên dưới không có dầm thì tải trọng tường được qui đổi thành tải trọng tương đương phân bố đều lên sàn. Tính tất cả tường ngăn, sau đó nhân với hệ số giảm tải do kể đến lỗ cửa sổ và cửa đi. Tính theo công thức. gt = 60%. Chỉ có ô sàn S1 có tường xây trực tiếp lên sàn. gt = ´ 0,6 = 66 (kG/m2). 4.4 Tải trọng toàn phần q = g + p Tổng tải trọng tác dụng lên sàn gồm tĩnh tải và hoạt tải. Trong sơ đồ truyền tải của bản sàn, chúng ta đánh cùng 1 ký hiệu cho những ô bản có kích thước và tải trọng giống nhau. Stt Ký hiệu ô sàn Tĩnh tải (kG/m2) Hoạt tải (kG/m2) Tường (kG/m2) Tổng tải trọng (kG/m2) 1 Phòng ngủ S1 ,S5 ,S6 433 240 66 739 2 Hành lang S2 433 360 0 793 3 Ban công S3 ,S4 433 240 0 673 5.Xác định nội lực 5.1. Tính bản dầm (bản làm việc 1 phương) Do bản làm việc theo 1 phương cạnh ngắn nên chỉ cần cắt 1 dải bản có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính. Do ô bản S3, S4, S6 có tỷ số > 2 nên tính theo bản dầm. Do > 3 nên các ô bản S3, S4, S6 có liên kết ngàm 4 cạnh. Sơ đồ tính bản dầm. Tải trọng tính toán : q = gs + ps Môâmen tại các tiết diện : Mômen nhịp ngắn : Mômen gối ngắn : 5.2. Tính toán các ô bản kê Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi, không kể đến ảnh hưởng của các ô bản lân cận. Tùy theo liên kết giữa các cạnh của ô bản mà lựa chọn sơ đồ tính theo các ô bảng tra được lập sẵn. Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản. P = ql1l2 Do ô bản S1, S2, S5 có tỷ số < 2 nên tính theo bản kê 4 cạnh. Do > 3 nên các ô bản S3, S4, S6 có liên kết ngàm 4 cạnh. Sơ đồ tính. Mômen dương tại nhịp Theo phương cạnh ngắn M1 = mi1´ P Theo phương cạnh dài M2 = mi2´ P Mômen âm tại gối Theo phương cạnh ngắn MI = kiI´P Theo phương cạnh dài MII = kiII´P Các hệ số mi1 ;, mi2 ; kiII ; kiII tra bảng thuộc ô bản đang tính [2] 5.3. Tính toán cốt thép Giả thiết lớp bảo vệ của sàn : ao=1,5cm Þ ho= 10 –1,5 = 8,5cm. Sau o6men ta tính các hê số theo các công thức sau: Tính A : < Ađ = 0,428 Tính g : Tính Fa : Chọn cốt thép : Căn cứ vào tiết diện cốt thép đã tính toán kết hợp với các ô bản liền nhau ta chọn tiết diện và bố trí cốt thép đảm bảo liên tục để tiện việc thi công và bố trí cho phù hợp đảm bảo theo điều kiện hàm lượng cốt thép trong bê tông. Trong sàn hàm lượng thép hợp lý nhất là : m = ( 0,3 – 0,9 )% Bảng tính nội lực Stt ôsàn l2 (m) l1 (m) (m) q (kG/m2) Hệ số M (kG.m) m91 0,0192 M1 323 1 S1 6,5 3,5 1,86 739 m92 0,0055 M2 93 k91 0,0414 MI 696 k92 0,01202 MII 202 m91 0,0210 M1 152 2 S2 3,5 2,6 1,35 793 m92 0,0115 M2 83 k91 0,0474 MI 342 k92 0,0262 MII 189 m91 0,0210 M1 136 3 S5 3,5 2,5 1,4 739 m92 0,0207 M2 69 k91 0,0373 MI 241 k92 0,0240 MII 155 4 S3 3,5 1,2 2,92 673 Mg 81 Mnh 41 5 S4 3,25 1,2 2,7 673 Mg 81 Mnh 41 6 S6 3,5 1 3,5 673 Mg 62 Mnh 31 Bảng kết quả tính cốt thép sàn tầng điển hình. Stt ô bản ho (cm) M (kG.m) A g Fa (cm2) Thép chọn m% Ỉ (mm) a (mm) Fa (cm2) 8,5 M1 323 0,0344 0,982 1,84 6 150 1,89 0,22 1 S1 7,9 M2 93 0,0155 0,994 0,56 6 200 1,41 0,18 8,5 MI 696 0,0741 0,961 4,06 8 120 4,19 0,49 8,5 MII 202 0,0215 0,989 1,14 8 200 2,5 0,29 8,5 M1 152 0,0162 0,983 0,87 6 200 1,41 0,18 2 S2 7,9 M2 83 0,0102 0,994 0,50 6 200 1,41 0,18 8,5 MI 342 0,0364 0,981 1,95 8 200 2,5 0,29 8,5 MII 189 0,0201 0,989 1,07 6 150 1,57 0,19 8,5 M1 136 0,0144 0,992 0,77 6 200 1,41 0,18 3 S5 7,9 M2 69 0,0085 0,995 0,42 6 200 1,41 0,18 8,5 MI 241 0,0256 0,987 1,37 8 120 4,19 0,49 8,5 MII 155 0,0165 0,991 0,88 8 200 2,5 0,29 4 S3 8,5 Mg 81 0,0086 0,995 0,45 6 200 1,41 0,18 8,5 Mnh 41 0,0044 0,997 0,23 6 200 1,41 0,18 5 S4 8,5 Mg 81 0,0086 0,995 0,45 6 200 1,41 0,18 8,5 Mnh 41 0,0044 0,997 0,23 6 200 1,41 0,18 6 S6 8,5 Mg 62 0,0066 0,996 0,35 6 200 1,41 0,18 8,5 Mnh 31 0,0033 0,998 0,18 6 200 1,41 0,18 6. Bố trí thép trên bản vẽ Kéo thép mũ ô sàn S1 qua bố trí cho ô sàn S3. Kéo thép mũ ô sàn S1 qua bố trí cho ô sàn S5 Kéo thép ô sàn S1 qua bố trí cho ô sàn S4.