CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN 1. Chọn sơ bộ kích thước và vật liệu 1. Xác định sơ bộ chiều dày sàn Chiều của sàn được xác định sơ bộ theo Công thức 1.1) m Trong đó : Hệ số phụ thuộc vào loại bản M = 40 ÷ 45, chọn m = 45; Hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = 0,8 ÷ 1,4 chọn D = 1,1; Chiều dài cạnh ngắn của ô bản L = L1 = 3,8 (m); D 1,1 → hb =. Vật liệu - Thép sàn loại CB240 – T có Rs = 2100000 (kN/m2); - Bê tông B40 có Rb = 22000 (kN/m2); E = 36000000 (kN/m2); 1.
Lập sơ đồ tính Ta xác định sơ đồ tính của mỗi ô sàn thông qua hệ số α = L2/L1, trong đó L1 là chiều dài theo phương cạnh ngắn, L2 là chiều dài theo phương cạnh dài của ô bản: - Nếu L2/L1 > 2 thì ô sàn thuộc loại bản dầm, bản làm việc một phương; - Nếu L2/L1 ≤ 2 thì ô sàn thuộc loại bản kê, bản làm việc hai phương; Hình 1. Vị trí tính toán các ô sàn -3- Sơ đồ tính toán nội lực trong các ô sàn được trình bày ở Bảng 1. Xác định sơ đồ tính toán nội lực trong các ô sàn Kích thước STT Ô sàn L2/L1 Sơ đồ tính L1 (m) L2 (m) 1 S1 3,8 3,9 1,026 Sàn hai phương, sơ đồ 6 2 S2 3,8 3,9 1,026 Sàn hai phương, sơ đồ 7 3 S3 3,8 3,9 1,026 Sàn hai phương, sơ đồ 8 4 S4 3,8 3,9 1,026 Sàn hai phương, sơ đồ 9 5 S5 2 3,8 1,9 Sàn hai phương, sơ đồ 6 6 S6 2 3,8 1,9 Sàn hai phương, sơ đồ 8 1. Xác định tải trọng tác dụng 1.
Tĩnh tải Tĩnh tải sàn (gs) là tổng trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo sàn, được tính trên một đơn vị diện tích sàn theo Công thức (1. Xác định trọng lượng bản thân sàn: g s = ∑ δi .2) Trong đó: - δi (mm) là chiều dày lớp thứ i; - γi (kN/m3) là trọng lượng riêng của lớp thứ i; - ni là hệ số độ tin cậy lớp thứ i; Kết quả tính toán Tĩnh tải sàn được trình bày ở Bảng 1. Tĩnh tải do các lớp cấu tạo tác dụng lên sàn. Chiều dày δi Trọng lượng riêng Hệ số độ Trị tính toán Lớp cấu tạo (mm) γi (kN/m3) tin cậy ni gi (kN/m2) Gạch hoàn thiện 10 20 1,1 0,22 Vữa lót 20 18 1,2 0,432 Bản sàn 100 25 1,1 2,75 Vữa trát 20 18 1,3 0,468 Tổng cộng (gs) 3,87 -4- 1.
Hoạt tải Xác định hoạt tải tác dụng: ps = n.3) Tổng tải trọng tác dụng: qs = g s + ps = 3,87 + 3,51 = 7,38 (kN/m2 ); (1. Xác định nội lực 1. Sơ đồ tính và nội lực của ô sàn S1 Tính toán nội lực ô sàn S1 theo sơ đồ 6 (Phụ lục 15 – Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép tập 2).5) Momen dương giữa bản: M1 = m61 .6) Momen âm trên gối: MI = −k 61 .7) Kết quả nội suy các hệ số tính toán ô sàn S1 được trình bày qua Bảng 1. Nội suy các hệ số ô sàn S1 L2/L1 m61 m62 k61 k62 1,00 0,0269 0,0269 0,0625 0,0625 1,03 0,0277 0,0261 0,0643 0,0604 1,05 0,0282 0,0255 0,0655 0,0590 -5- Giá trị nội lực tại nhịp và gối của ô sàn S1: M1 = m61.
Sơ đồ tính và nội lực của ô sàn S2 Tính toán nội lực ô sàn S2 theo sơ đồ 7 (Phụ lục 15 – Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép tập 2).8) Momen dương giữa bản: M1 = m71 .9) Momen âm trên gối: MI = −k 71 .10) Kết quả nội suy các hệ số tính toán ô sàn S2 được trình bày qua Bảng 1. Nội suy các hệ số ô sàn S2 L2/L1 m71 m72 k71 k72 1,00 0,0226 0,0198 0,0556 0,0417 1,03 0,0229 0,0189 0,0558 0,0397 1,05 0,0231 0,0184 0,0560 0,0385 -6- Giá trị nội lực tại nhịp và gối của ô sàn S2: M1 = m71. Sơ đồ tính và nội lực của ô sàn S3 Tính toán nội lực ô sàn S3 theo sơ đồ 8 (Phụ lục 15 – Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép tập 2).11) Momen dương giữa bản: M1 = m81 .12) Momen âm trên gối: MI = −k 81 .13) Kết quả nội suy các hệ số tính toán ô sàn S3 được trình bày qua Bảng 1. Nội suy các hệ số ô sàn S3 L2/L1 m81 m82 k81 k82 1,00 0,0198 0,0226 0,0417 0,0556 1,03 0,0207 0,0223 0,0436 0,0549 1,05 0,0213 0,0221 0,0450 0,0545 -7- Giá trị nội lực tại nhịp và gối của ô sàn S3: M1 = m81.
Sơ đồ tính và nội lực của ô sàn S4 Tính toán nội lực ô sàn S4 theo sơ đồ 9 (Phụ lục 15 – Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép tập 2).14) Momen dương giữa bản: M1 = m91 .15) Momen âm trên gối: MI = −k 91 .16) Kết quả nội suy các hệ số tính toán ô sàn S4 được trình bày qua Bảng 1. Nội suy các hệ số ô sàn S4 L2/L1 m91 m92 k91 k92 1,00 0,0179 0,0179 0,0417 0,0417 1,03 0,0184 0,0174 0,0429 0,0403 1,05 0,0187 0,0171 0,0437 0,0394 -8- Giá trị nội lực tại nhịp và gối của ô sàn S4: M1 = m91. Sơ đồ tính và nội lực của ô sàn S5 Tính toán nội lực ô sàn S5 theo sơ đồ 6 (Phụ lục 15 – Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép tập 2).17) Momen dương giữa bản: M1 = m61 .18) Momen âm trên gối: MI = −k 61 .19) Kết quả nội suy các hệ số tính toán ô sàn S5 được trình bày qua Bảng 1. Nội suy các hệ số ô sàn S5 L2/L1 m61 m62 k61 k62 1,9 0,0302 0,0084 0,0612 0,0619 Giá trị nội lực tại nhịp và gối của ô sàn S5: M1 = m61.
Sơ đồ tính và nội lực của ô sàn S6 Tính toán nội lực ô sàn S6 theo sơ đồ 8 (Phụ lục 15 – Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép tập 2).20) Momen dương giữa bản: M1 = m81 .21) Momen âm trên gối: MI = −k 81 .22) Kết quả nội suy các hệ số tính toán ô sàn S6 được trình bày qua Bảng 1. Nội suy các hệ số ô sàn S6 L2/L1 m81 m82 k81 k82 1,9 0,0284 0,0092 0,0570 0,0212 Giá trị nội lực tại nhịp và gối của ô sàn S6: M1 = m81. Tính toán cốt thép Bê tông B40: R b = 22000 (kN/m2 ). Cốt thép bản sàn sử dụng loại CB240-T: R s = 210000 (kN/m2 ).
Từ các giá trị momen ở nhịp và ở gối, giả thiết a = 20 (mm), tính cốt thép được thực hiện theo các công thức sau: h0 = h − a; (1.26) Rs Kiểm tra hàm lượng cốt thép: As γb. h0 Rs 210 Kết quả tính cốt thép sàn được tóm tắt trong bảng 1. Tính cốt thép cho bản sàn Thép chọn Ô Momen b h a h0 𝐀𝐬,𝐭𝐭 Kiểm 𝛂𝐦 𝛏 d a 𝐀𝐬,𝐜𝐡 𝛍% bản (kNm) (cm) (cm) (cm) (cm) (𝐦𝐦 ) 𝟐 tra (mm) (mm) (𝐦𝐦𝟐 ) M1 3,030 100 10 2 8 0,022 0,022 184,4 6 150 188,5 0,24 Thỏa M2 2,855 100 10 2 8 0,020 0,020 167,6 6 150 188,5 0,24 Thỏa S1 MI 7,033 100 10 2 8 0,050 0,051 427,4 8 120 418,9 0,52 Thỏa MII 6,606 100 10 2 8 0,047 0,048 402,3 8 120 418,9 0,52 Thỏa M1 2,505 100 10 2 8 0,018 0,018 150,9 6 150 188,5 0,24 Thỏa M2 2,067 100 10 2 8 0,015 0,015 125,7 6 150 188,5 0,24 Thỏa S2 MI 6,103 100 10 2 8 0,043 0,044 368,8 8 120 418,9 0,52 Thỏa MII 4,342 100 10 2 8 0,031 0,031 259,8 8 200 251,3 0,31 Thỏa M1 2,264 100 10 2 8 0,016 0,016 134,1 6 150 188,5 0,24 Thỏa M2 2,439 100 10 2 8 0,017 0,017 142,5 6 150 188,5 0,24 Thỏa S3 MI 4,769 100 10 2 8 0,034 0,035 293,3 8 160 314,2 0,39 Thỏa MII 6,005 100 10 2 8 0,043 0,044 368,8 8 130 386,7 0,48 Thỏa M1 2,012 100 10 2 8 0,014 0,014 117,3 6 200 141,4 0,18 Thỏa M2 1,903 100 10 2 8 0,014 0,014 117,3 6 200 141,4 0,18 Thỏa S4 MI 4,692 100 10 2 8 0,033 0,034 285,0 8 200 251,3 0,31 Thỏa MII 4,408 100 10 2 8 0,031 0,031 259,8 8 200 251,3 0,31 Thỏa M1 1,694 100 10 2 8 0,012 0,012 100,6 6 250 113,1 0,14 Thỏa M2 0,471 100 10 2 8 0,003 0,003 25,10 6 250 113,1 0,14 Thỏa S5 MI 3,433 100 10 2 8 0,024 0,024 201,1 8 200 251,3 0,31 Thỏa MII 3,472 100 10 2 8 0,025 0,025 209,5 8 200 251,3 0,31 Thỏa M1 1,593 100 10 2 8 0,011 0,011 92,20 6 250 113,1 0,14 Thỏa M2 0,516 100 10 2 8 0,004 0,004 33,50 6 250 113,1 0,14 Thỏa S6 MI 3,197 100 10 2 8 0,023 0,023 192,8 8 200 251,3 0,31 Thỏa MII 1,189 100 10 2 8 0,008 0,008 67,00 8 250 201,1 0,25 Thỏa -11- CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM TRỤC C 2. Chọn sơ bộ kích thước và vật liệu 2.
Chọn sơ bộ kích thước 2. Dầm dọc (theo trục A, B, C, D) Chọn sơ bộ chiều cao dầm theo Công thức 2. Chiều rộng dầm chọn bd = 200 (mm). Kích thước dầm dọc lấy bxh = 200x300 (mm).
Dầm ngang Cột B3 chịu tải trọng lớn nhất. Ta tính tiết diện cột theo Công thức 2.2) Rb Trong đó: - k là hệ số kể đến từng thiết kế khác nhau, k = 1 – 1,4, chọn k = 1,2; - Rb = 22000 (kN/m2) = 220 (kg/cm2) là cường độ chịu nén của bê tông; - Nt là lực nén tác dụng lên cột được xác định theo Công thức 2.3) Với: - n là số tầng của công trình, n = 6; - Sc là diện tích phạm vi truyền tải của cột, được xác định theo Công thức 2.4) 2 2 q là tải trọng sơ bộ tác dụng lên 1 m2 sàn, lấy từ 8 – 15 (kN/m2), chọn q = 12 (kN/m2); → Nt = 6. 134064 → Ac = = 731,258 (cm2 ); 220 Chọn tiết diện cột B3 là bxh = 25x50cm. Chọn sơ bộ các tiết diện cột trục thuộc 3 còn lại: Cột D3 chọn bxh = 25x50cm; Cột A3 chọn bxh = 25x25cm; Kích thước dầm: Dầm BD chọn bxh = 25x60cm; Dầm AB chọn bxh = 25x25cm; 2.
Vật liệu Bê tông B40: R b = 22000 (kN/m2 ); R bt = 1400 (kN/m2 ); Cốt thép dọc sử dụng loại CB300-V: R s = 260000 (kN/m2 ); -12- Cốt thép đai sử dụng loại CB240-T: R sw = 170000 (kN/m2 ); 2. Lập sơ đồ tính Hình 2. Sơ đồ tính dầm trục C 2. Xác định tải trọng tác dụng Ta có tiết diện truyền tải từ các ô sàn lên dầm trục C như sau: Hình 2.
Tiết diện truyền tải từ sàn lên dầm trục C 2.