THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM I. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 1. Sơ đồ kết cấu Sàn: Sơ đồ mặt bằng kết cấu dầm sàn SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 1 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG 2.
Số liệu tính toán: Bảng: Tổng hợp số liệu tính toán Cạnh ngắn Cạnh dài Hoạt tải Hệ số vượt tải Bề rộng tường L1 (m) L2 (m) Ptc (kN/m2) f,p t (m) 2,3 6 7 1,2 0,2 Các lớp cấu tạo sàn như sau: Các lớp cấu tạo sàn Số liệu tính toán các lớp cấu tạo sàn Bề dày lớp Trọng lượng riêng Hệ số độ tin cậy STT Tên lớp cấu tạo i (mm) i (kN/m3) f,i 1 Gạch lát nền 10 20 1,1 2 Vữa lót 20 20 1,3 3 Bêtông Cốt thép hb 25 1,1 4 Vữa trát 15 20 1,3 3. Vật Liệu Các tham số của vật liệu Cốt Thép nhóm Cốt Thép nhóm Cốt Thép nhóm BêTông B20 CB240-T CB300-V CB400-V Rb = 11,5 (MPa) Rs = 210 (MPa) Rs = 260 (MPa) Rs = 350 (MPa) TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG Eb = 27.104 (MPa) SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 2 4. Chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện 4.
Xác định sơ bộ chiều dày của Bản sàn: D hb . Xác định sơ bộ kích thước của Dầm phụ: hdp=. Xác định sơ bộ kích thước của Dầm chính: hdp= ÷. *Kích thước tiết diện cột: 300 300 (mm) II.
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN 1. Tính toán Bản sàn 𝐿2 1. Phân loại bản sàn = >2 , nên b= 2.608 ản thuộc loại bản 𝐿1 2. Xét tỉ số 2 cạnh ô bản dầm, bản làm việc 1 phương theo cạnh ngắn L1.
Sơ đồ tính - Do bản làm việc theo 1 phương ( phương cạnh ngắn) nên ta cắt theo phương cạnh ngắn (vuông góc với dầm phụ) một dải bản có chiều rộng b=1m. TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG Cắt 1 dải bản có bề rộng 1m theo phương L1 - Xem bản như một dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa là tường biên và các Dầm phụ. - Bản sàn được tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa.
* Đối với nhịp biên: Lb=L1-bdp/2 - bt/2 +Cb/2 (m) = 2300-100-100+60 = 2160 (mm) * Đối với các nhịp giữa : Lg = L1 - bdp = 2,3 – 0,2 = 2,1 (m) = 2100 (mm) * Chênh lệch giữa các nhịp: ( ) x 100% = 2,78 % <10% * Cb : đoạn bản kê lên tường: Chọn Cb = 120 (mm) ≥ ( 120 mm ;hb = 80 mm) SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 5 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG Sơ đồ xác định nhịp tính toán của bản 1. Xác định tải trọng tác dụng 1. Tĩnh tải : Xác định trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn: gb ( f ,i.
)i i Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau : Bảng 4: Tĩnh tải tác dụng lên sàn Bề dày Trọng lượng Giá trị Hệ số Giá trị lớp riêng tiêu chuẩn độ tin cậy tính toán Lớp cấu tạo i (mm) i (kN/m3) gbtc (kN/m2) f,i gb (kN/m2) Gạch lát nền 10 20 0,2 1,1 0,22 Vữa lót 20 20 0,4 1,3 0,52 Bêtông Cốt thép 80 25 2 1,1 2,2 Vữa trát 15 20 0,3 1,3 0,39 Tổng cộng 2,9 3,33 Tĩnh tải: gb = 3,33 (kN/m2) 1. Hoạt tải : Hoạt tải tính toán : pb = f,p.7 = 8,4 (KN/m2) SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 6 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG 1. Tổng tải : Tổng tải trọng tác dụng lên bản sàn ứng với dải bản có chiều rộng b=1m: qb = (gb + pb ).
Xác định nội lực Tính nội lực bản dựa trên sơ đồ khớp dẻo. Mômen lớn nhất ở nhịp biên và gối thứ 2: 𝑀=±𝑞 𝑏. Mômen lớn nhất ở nhịp giữa và gối giữa: 𝑞𝑏.2,16 = 10,135 (𝑘𝑁) Giá trị lực cắt: 𝑄𝐵𝑡 = 0,6𝑞𝑏𝐿𝑏 = 0,6.2,1 = 12,317 (𝑘𝑁) SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 7 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG ,135 ,317 ,317 12,31 12 10 12 Q kN.m ,202 ,317 ,317 15 12 12 Biểu đồ nội lực của bản 1.
Tính Cốt thép - Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20 : Rb = 11,5 MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép sàn sử dụng loại C240-T : Rs = 210 MPa -Vì bản tính toán theo sơ đồ khớp dẻo nên ta phải hạn chế chiều cao vùng bê tông chịu nén bằng giá trị giới hạn dẻo pl m< pl = 0,255. Giả thiết: agt = 15 mm Chiều cao làm việc của bê tông: ho,gt = hb – a = 80 – 15 = 65 (mm) - Tính Cốt thép theo các công thức sau: Với pl =0,255 pl R max pl R s % M m = 2 ; do tính theo sơ đồ khớp dẻo nên ĐKHC: m pl = 0,255. m As = Rs As. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min = 0,1% = b.ho Tính cốt thép dọc cho bản Tiết diện M agt ho,gt b m As SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 8 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS.
TRẦN QUỐC HÙNG (kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm2) (%) Nhịp biên và gối thứ 2 4,975 15 65 1000 0,102 0,1078 383,7 0,59 Nhịp giữa và gối giữa 3,233 15 65 1000 0,0665 0,0689 245,3 0,38 Chọn và bố trí cốt thép dọc cho bản Nhịp biên và Nhịp giữa và Tiết diện gối thứ 2 gối giữa CT tính toán As (mm2) 383,7 245,3 8a130 6a100 Chọn (387 mm2) (236 mm2) -Vùng giảm Cốt thép: Đối với các ô bản mà cả bốn cạnh đúc toàn khối với dầm, do ảnh hưởng của hiệu ứng vòm khi hình thành khớp dẻo (vùng gạch chéo trên được phép giảm tối đa 20% lượng cốt thép so với kết quả tính được. -Ở các gối giữa và nhịp giữa As3 = 0,8.245,3 = 196,24 (mm2) Chọn a140 có As,bt =202 mm² -Tính lại chiều cao làm việc ho Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: cbv = 10 mm. => ho,tt = hb – a = hb – (c + 0,5. => ho,tt > ho,gt (66 mm > 65 mm).
SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 9 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG Vậy CT đã chọn thỏa mãn điều kiện agt ban đầu. Bố trí Cốt thép 1. Cốt thép dọc chịu lực( kể trong tính toán) Cốt thép chịu mômen dương: - Chiều dài đoạn neo CT nhịp vào gối tựa: Lneo = 200 mm ≥ 20 Cốt thép chịu mômen âm(sử dụng cách thanh mũ ; với L=Lg): Xét tỉ số: 𝑝𝑏 == 2,522 = 0,25 𝑔𝑏 - Đoạn vươn của CT tính từ TRỤC dầm phụ: b Chọ 1.
Cốt thép cấu tạo - chịu mômen âm (Không kể đến trong tính toán) Sử dụng các thanh mũ, đặt dọc theo các gối biên và đặt theo phương vuông góc với dầm chính. Chịu mômen âm đã bỏ qua trong tính toán (1 phần tải trọng nhỏ Hàm lượng: As,ct ≥ 50%. As gối giữa = 0,5 .245,3 = 122,7 mm2 truyền theo phương cạnh dài bản) và làm tăng độ cứng tổng thể của bản. Chọn a200 có As chọn =141 mm² - Đoạn vươn của CT tính từ MÉP tường (với L=Lb): 𝑳 𝟐𝟏𝟔𝟎 Chọn 400 (mm) mm 𝟔 𝟔 1.
Cốt thép phân bố Đặt vuông góc với thép chịu lực để tạo thành lưới thép, chịu 1 phần tải trọng nhỏ truyền theo phương cạnh dài bản. Do 𝐿1 Hàm lượng: As,pb ≥ 20%.As Hàm lượng : Tại nhịp biên và gối 2 As,pb ≥ 20%.383,7 = 76,74 mm2 Chọn a200 có As,chọn =141 mm2 Tại nhịp giữa và gối giữa SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 10 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG As,pb ≥ 20%.245,3 = 49,06 mm2 Chọn a200 có As,chọn =141 mm2 1. Cốt thép đai: Bản không bố trí cốt đai vì lực cắt của bản thường khá nhỏ nên Qb,max = 15,202 (𝑘𝑁 < Qb min = 0,75.66 = 44,55 kN hoàn toàn do bê tông chịu: Bố trí cốt thép bản sàn SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 11 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS.
TRẦN QUỐC HÙNG 1-1 SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 12 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG 2-2 Þ6a207 Þ8a131 Þ6a103 Þ6a103 2 Þ8a13 Þ6a104 3-3 Þ6a207 Þ8a131 Þ6a103 Þ6a145 2 Þ8a13 Þ6a146 2. Tính toán Dầm phụ 2. Sơ đồ tính SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 13 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS.
TRẦN QUỐC HÙNG Dầm phụ là dầm liên tục 3 nhịp đối xứng, có các gối tựa là tường biên và dầm chính. Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa. * Cdp – đoạn dầm phụ kê lên tường: Chọn Cdp = 220 (mm) * Đối với nhịp biên: 𝐿𝑏 = 𝐿2 − 𝑏2𝑑𝑐 − 2𝑡 + 𝐶𝑑𝑝2 = 6000 − 3002 − 2002 + 2202 = 5860 (𝑚𝑚) = 5,86 (𝑚) * Đối với các nhịp giữa : Lg = L2 - bdc = 6000 – 300 = 5700 (mm) = 5,7 (m) * Chênh lệch nhau giữa Lb và Lg không đáng kể : .73% < 10% Sơ đồ xác định nhịp tính toán của dầm phụ 2. Xác định tải trọng 2.
Tĩnh tải : - Trọng lượng bản thân của 1 đơn vị dài phần sườn của dầm phụ: go = f,i.(0,4-0,08) = 1,76 (kN/m) - Tĩnh tải từ bản sàn truyền vào: g1 = gb. Hoạt tải : Hoạt tải tính toán từ bản sàn truyền vào: pdp = pb. Tổng tải : SVTH: NGUYỄN PHƯỚC TRUNG _ MSV: 19520100341 Trang 14 TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC TPHCM §å ¸n bªt«ng cèt thÐp sè 1 Khoa: Xây Dựng GVHD: ThS. TRẦN QUỐC HÙNG Tổng tải trọng tác dụng lên dầm phụ: qdp= gdp + pdp = 9,419 + 19,32= 28,739 (kN/m) 2.
Xác định nội lực 2. Biểu đồ bao mômen : 19,32 𝑝𝑑𝑝 - Xét tỉ số: = =2,05 Nội suy được: k = 0,252 𝑔𝑑𝑝 9,419 a. Biểu đồ bao momen. - Tiết diện có momen âm bằng 0 cách bên trái gối thứ 2 một đoạn: x = k.