DO AN kết cấu bê tông CTDD
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.63 MB, 129 trang )
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Sơ đồ mặt bằng: 1
Khung trục: 3
Số tầng: 6
Số liệu tính toán: ADA
Chiều dài nhịp L1, B2 (m)
và chiều cao (H) các tầng lầu
Chiều dài nhịp L2, B3
Chiều dài nhịp L3, B1
A
B
C
D
3.3
3.5
3.7
3.9
5.6
5.8
6.0
6.2
4.4
4.6
4.8
5.0
=> Các số liệu tính toán cụ thể như sau:
L1 = 3.3 m
L2 = 6.2 m
L3 = 4.4 m
B1 = 4.4 m
B2 = 3.3 m
B3 = 6.2 m
Chiều cao tầng trệt là 4m (từ cos +0.00 đến sàn lầu 1)
Chiều cao các tầng còn lại: HTầng = 3.3 m
Đà kiềng ở vị trí -0.6 m
Đỉnh móng ở vị trí -1.2 m
Chiều cao sàn mái cầu thang là 3 m
Trang 1
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
PHẦN I: TÍNH TOÁN SÀN
A - TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
I. TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN
Sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995 và TCVN 356 - 2005 để tính toán.
II. TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
1. TĨNH TẢI
Tỉnh tải là tải trọng tác dụng lâu dài và không thay đổi trong suốt quá trình sử dụng
như trọng lượng bản thân kết cấu, vách ngăn cố định,… của công trình.
Tĩnh tải được tính như sau:
g tt = n.γ .δ (kG / m 2 )
Trong đó:
n – là hệ số vượt tải.
γ - là trọng lượng đơn vị của vật liệu ( kG/m3).
δ - là độ dày của lớp vật liệu ( m ).
Kết cấu
Thép
Bê tông cốt thép
Các lớp trát và hoàn thiện
STT
1
2
3
4
Tên vật lệu
Bêtông cốt thép
Vữa XM, Cát
Gạch Ceramic 400x400x10mm
Tường gạch ống
Trang 2
Hệ số vượt tải
1.1
1.1
1.3
Trọng lượng (kG/m3)
2500
1600
3300
1800
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
2. HOẠT TẢI
Hoạt tải là tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt , trị số, chiều tác dụng như tải trọng tác
dụng lên trên sàn.
Hoạt tải được tính như sau:
p tt = p tc .n(kG / m 2 )
Trong đó:
Ptt – là hoạt tải tính toán.
Ptc – là hoạt tải tiêu chuẩn.
n - là hệ số vượt tải.
Dựa vào TCVN 2737 – 1995, xác định giá trị hoạt tải cho các phòng theo chức năng.
STT
1
2
3
4
5
6
Loại phòng
Phòng ngủ, phòng khách
Hành lang
Phòng vệ sinh
Mái không sử dụng
Ban công
Bếp
Tải trọng tiêu chuẩn
200
400
200
75
400
300
HOẠT TẢI TIÊU CHUẨN PHÂN BỐ ĐIỀU TRÊN SÀN
3. CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ VẬT LIỆU
Theo TCVN 356 - 2005.
Bê tông :
Cầp độ bền B15 cho cả dầm và sàn.
+ Rb = 8.5 Mpa = 85 kG/cm2
+ Rbt = 0.75 Mpa = 7.5 kG/cm2
+ E = 2.3 x 104 Mpa = 2.3 x 105 kG/cm2
Thép :
Nhóm CI (AI): cho thép sàn và cốt đai dầm.
+ Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 kG/cm2
+ Rsw = 175 Mpa = 1750 kG/cm2
Trang 3
Đơn vị
kG/m2
kG/m2
kG/m2
kG/m2
kG/m2
KG/m2
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Nhóm CII (AII): cho cốt dọc dầm, cột.
+ Rs = Rsc = 280 Mpa = 2800 kG/cm2
+ Rsw = 225 Mpa = 2250 kG/cm2
B - THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN SÀN BTCT
•
VẬT LIỆU
Bê tông cốt thép
Thép : Sử dụng thép CI cho sàn và cốt đai dầm; CII cho cốt dọc dầm.
Bêtông: B15 cho cả dầm và sàn.
•
Tỉnh tải sàn tầng gồm:
Gạch ceramic 400 x 400 x 10mm.
Lớp vữa lót #50 dày 20mm.
Bản sàn bêtông dày 80mm.
Lớp vữa trát #75 dày 15mm.
•
Tỉnh tải sàn mái gồm:
Lớp vữa #75 dày 50mm.
Bản sàn bêtông dày 80mm.
Lớp vữa trát #75 dày 15mm
Trang 4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
PHẦN TÍNH TOÁN SÀN
I. TÍNH TOÁN SÀN TẦNG
1. CẤU TẠO VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU SÀN
• Mặt bằng sàn : xem bản vẽ
• Đánh số hiệu ô sàn : xem bản vẽ. Để đánh số hiệu cho ô sàn, ta dựa vào sự
khác nhau theo kích thước hoặc tải trọng (tĩnh tải hoặc hoạt tải).
Do công trình có kết cấu khung chịu lực nên ta dùng phương pháp đổ sàn bêtông cốt
thép toàn khối. Quan niệm các cạnh là ngàm cứng vào hệ dầm xung quanh. Các sàn
được tính toán theo dạng sơ đồ 9 (ngàm 4 cạnh).
Dựa vào tỷ số α =
L2
ta chia ô sàn ra làm 2 loại sau:
L1
Nếu α >2 là sàn thuộc loại sàn một phương ( bản – dầm).
Nếu α ≤ 2 là sàn thuộc loại sàn hai phương ( bản kê 4 cạnh).
Kí hiệu ô sàn
S1
S2
S3
S4
S5
S6
Cạnh dài Cạnh ngắn
L2 (m)
3.4
4.5
4.6
4.6
4.5
3.2
L1(m)
1.0
1.0
4.6
3.4
2.6
2.0
α=
3.4
4.5
1.0
1.35
1.73
1.6
Trang 5
L2
Chức năng phòng
L1
Phòng khách
Phòng khách
Phòng ngủ
Phòng khách
Phòng khách
Bếp
Loại sàn
1phương
1phương
2phương
2phương
2phương
2phương
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
S7
S8
S9
S10
S11
S12
S13
S14
S15
S16
S17
S18
S19
S20
S21
S22
S23
S24
S25
S26
S27
S28
S29
S30
S31
S32
S33
S34
S35
S36
2.0
6.3
3.1
4.6
1.7
1.8
1.7
1.8
6.3
6.3
3.2
4.6
3.4
2.0
4.4
4.5
3.4
1.6
2.1
4.5
3.1
2.1
6.3
3.4
4.6
4.5
4.5
6.3
3.5
4.5
1.3
4.6
1.0
3.1
1.5
1.5
1.6
1.6
1.6
6.3
1.0
3.2
3.2
1.6
1.6
3.4
2.0
1.5
1.6
1.5
2.1
1.5
3.4
1.0
4.5
3.5
4.5
4.5
1.0
1.0
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
1.54
1.37
3.1
1.48
1.13
1.2
1.06
1.12
3.94
1.0
3.2
1.44
1.06
1.25
2.75
1.33
1.7
1.07
1.31
3.0
1.48
1.4
1.85
3.4
1.02
1.29
1.0
1.4
3.5
4.5
Phòng vệ sinh
Phòng ngủ
Phòng ngủ
Phòng ngủ
Phòng vệ sinh
Hành lang
Phòng vệ sinh
Bếp
Hành lang
Phòng ngủ
Phòng khách
Phòng khách
Hành lang
Phòng vệ sinh
Hành lang
Phòng ngủ
Hành lang
Hành lang
Phòng vệ sinh
Hành lang
Hành lang
Phòng vệ sinh
Phòng khách
Phòng khách
Phòng ngủ
Phòng khách
Phòng khách
Phòng ngủ
Phòng khách
Bếp
2phương
2phương
1phương
2phương
2phương
2phương
2phương
2phương
1phương
2phương
1phương
2phương
2phương
2phương
1phương
2phương
2phương
2phương
2phương
1phương
2phương
2phương
2phương
1phương
2phương
2phương
2phương
2phương
1phương
1phương
BẢNG SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ PHÂN LOẠI Ô SÀN
Sàn một phương: S1, S2, S9, S15, S17, S21, S26, S35, S36.
Sàn hai phương: S3, S4, S5, S6, S7, S8, S10, S11, S12, S13, S14, S16, S18,
S19, S20, S22, S23, S24, S25, S27, S28, S29, S30, S31, S32, S33, S34.
Tính toán thuyết minh cụ thể cho sàn S 1 và S3 là sàn đại diện cho loại sàn một phương
và hai phương. Tính tương tự với các sàn một phương và hai phương còn lại bằng cách
lập bảng tính bằng phần mềm tính toán thông dụng Excel.
Trang 6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Vật liệu xây dựng:
Sử dụng bêtông cốt thép đổ toàn khối.
Bêtông B15 (#200) : Rb = 85 (kG/cm2).
Thép nhóm CI: Rs = 2250(kG/cm2).
2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN
2.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn
Tĩnh tải bao gồm: trọng lượng bản thân của bản sàn bêtông côt thép, trọng lượng lớp
phủ, lớp vữa lót, lớp vữa trát.
Để xác định trọng lượng các lớp cấu tạo của sàn ta căn cứ theo số liệu thực tế của
chúng và tính theo phân bố đều trên mỗi mét vuông.
Tổng tĩnh tải được tính như sau:
G = ∑ g itt
TĨNH TẢI SÀN TẦNG
2.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn
Tùy theo chức năng của từng loại phòng mà hoạt tải khác nhau (Theo TCVN 27371995 ) – Tra sổ tay thực hành kết cấu công trình - Võ Mạnh Hùng ( Trang 40, 41, 42).
STT
Loại phòng
1
Phòng ngủ
Tải trọng TC
Hệ số
Hoạt tải tính toán
ptc (kG/m2)
200
vượt tải n
1.2
ptt (kG/m2)
240
Trang 7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
2
3
4
5
6
Phòng khách
Phòng vệ sinh
Bếp
Ban công
Hành lang
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
200
200
300
400
400
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN LÊN SÀN CÁC TẦNG
3. Các bước tính toán sàn
3.1. Sự làm việc của bản sàn
Với L1, L2 là chiều dài theo phương ngắn và phương dài của ô sàn.
Trang 8
240
240
360
480
480
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
α=
L2
> 2 : bản sàn làm việc 1 phương theo cạnh ngắn.
L1
α=
L2
≤ 2 : bản sàn làm việc 2 phương .
L1
3.2. Tính toán nội lực sàn một phương ( khi α =
L2
>2)
L1
Cắt một bản rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn và xem như dầm liên tục có các gối
tựa là các dầm và tường. Ở đây chỉ xét tính toán trên 1 ô bản đơn nên sơ đồ tính của
bản sàn xem như 1 dầm đơn ngàm hai đầu.
Mômen tại giữa nhịp:
M1 =
ql 2
24
Mômen tại gối :
ql 2
MI = − 12
( dấu “ – “ thể hiện mômen âm )
q là tải trọng phân bố trên bản sàn ( kG/m).
l là chiều dài đoạn dầm mà ta xét (m).
MI
M1
Cốt thép: chỉ tính cốt thép chịu mômen dương và âm theo phương cạnh ngắn, phương
dài chỉ bố trí thép theo cấu tạo ( φ6a200 hoặc 1/4 As tính toán).
Các công thức tính toán cốt thép:
Tính As:
Trang 9
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
M
;
Rb bho2
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
ξRb bho
Rs
αm =
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ=
Điều kiện:
Chọn cốt thép sàn: tra bảng Phụ lục 12 trang 447 – Kết cấu bêtông cốt thép
ξ = 1 − 1 − 2α m ;
As
100% ;
bho
As =
µ max =
µ min = 0.1 ;
ξ R Rb
100%
Rs
µ min < µ < µ max
(Tập2) – Võ Bá Tầm.
3.3. Tính toán nội lực sàn hai phương ( khi α =
L2
≤ 2)
L1
Cắt bản rộng 1 mét theo cả hai phương của sàn để tính toán:
M1 = m91xP
M2 = m92xP
MI = k91xP
MII = k92xP
P= ( g+p)L1L2 = qL1L2 (kG)
Trong đó:
+ M1 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn.
+ M2 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh dài.
+ MI : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh ngắn.
+ MII : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh dài.
+ L1 : Chiều dài cạnh ngắn của bản sàn.
+ L2 : Chiều dài cạnh dài của bản sàn.
+ m91, m92, k91 ,k92:các hệ số được thành lập bảng sẳn phụ thuộc tỉ số α tra theo sơ đồ 9
bảng 1-19 trang 34 - sổ tay Thực Hành kết cấu công trình - Vũ Mạnh Hùng)
+ p: hoạt tải của sàn (kG/m2).
+ g: tĩnh tải của sàn (kG/m2).
Trang 10
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
MI
MI
M1
M II
M2
L1
M II
M1
MI
MI
MI
L2
M II
M2
MOÂMEN OÂ SAØN 2 PHÖÔNG
4. Tính toán sàn đại diện
4.1. Tính toán sàn 1 phương S1 :Với L1=1.0 m ; L2 = 3.4 m
Ta có α =
L2
3.4
= 3.4 > 2 ⇒ Sàn S1 là sàn 1 phương và chỉ làm việc theo phương
=
L1
1
cạnh ngắn.
Bản được tính như cấu kiện ngàm 2 đầu. Cắt bản theo phương cạnh ngắn với chiều
rộng là b=1m.
MI
M1
Chọn chiều dày sàn là hs = 8cm, lớp bảo vệ ao = 1.5cm ⇒ ho=6.5cm.
Tất cả các sàn đều sử dụng:
Bêtông B15: Rb= 85 kG/cm2,
Thép CI: Rs= 2250 kG/cm2
Rbt=7.5 kG/cm2.
⇒ α R = 0.446 , ξ R = 0.673
a. Tải trọng:
Trang 11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
+ Tĩnh tải: Gtt = 329 kG/m2
+ Hoạt tải: Ptt = 240 kG/m2
+ Tải trọng toàn phần : q = (Ptt+Gtt) x b = (329 + 240) x 1 = 569 kG/m.
b. Xác định nội lực:
+ Mômen tại giữa nhip:
M1
=
ql12 569 ×12
=
= 23.71
24
24
(kG.m)
+ Mômen tại gối:
ql12
569 ×12
=−
= − 47.42 (kG.m)
MI = −
12
12
c. Tính toán và chọn thép
Tính thép chịu moment dương M1 = 23.71 kG.m theo phương cạnh ngắn L1
Diện tích thép:
αm =
Mb
2371
=
= 0.0066 < α R =>Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rbbho 85 × 100 × 6.52
⇒ ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.0066 = 0.0066
As =
ξ Rbbho 0.0066 × 85 ×100 × 6.5
=
= 0.16 ( cm 2 )
RS
2250
Tra bảng bảng phụ lục tra thép sàn ta chọn thép φ 6a200 mm với As = 1.41 cm2
và bố trí ở thớ dưới.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ=
As
1.41
100% =
100% = 0.22%
bh0
100 × 6.5
µ max =
ξ R Rb
0.673 × 85
100% =
100% = 2.5%
Rs
2250
µ min =0.1%
Vậy µ min < µ < µ max ⇒ Thoả điều kiện hàm lượng
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:
n=
L2
3400
+1 =
+ 1 = 18 (Thanh)
a
200
Trang 12
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
⇒ Chọn số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn là 18 thanh.
Tính thép chịu moment âm MI = -47.42 kG.m theo phương cạnh ngắn L1
Diện tích thép
αm =
Mg
2
o
Rb bh
=
4742
= 0.013 < α R =>Thỏa điều kiện cốt đơn.
85 × 100 × 6.5 2
⇒ ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.013 = 0.013
As =
ξRb bho 0.013 × 85 × 100 × 6.5
=
= 0.33 ( cm 2 )
RS
2250
Tra bảng bảng phụ lục tra thép sàn ta chọn thép φ 6a200mm với As = 1.41 cm2
và bố trí ở thớ trên, chiều dài của đoạn thép chụp này bằng ¼ nhịp và tính từ gối ra.
µ=
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
As
1.41
100% =
100% = 0.22%
bh0
100 × 6.5
µ max =
ξ R × Rb
0.673 × 85
100% =
100% = 2.5%
Rs
2250
µ min =0.1%
Vậy µ min < µ < µ max ⇒ Thoả điều kiện hàm lượng
n=
Số thanh thép chịu moment âm theo phương cạnh ngắn :
L2
3400
+1 =
+ 1 = 18 (Thanh)
a
200
⇒ Chọn số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn là 18 thanh.
Số
hiệu
ô
sàn
S1
Cạn
h
dài
L2
(m)
3.4
Canh
Hoạt
Tĩnh
ngắn
tải
tải
L1
Ptt
Gtt
2
(m)
1.0
2
(kG/m ) (kG/m )
3.4
240
Trang 13
329
q = Ptt+ Gtt
Kiểm tra lai kết quả tính tay ở trên bằng cách lập bảng Excel để tính
569
M1
MI
(kG.m)
23.71
47.42
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Giá trị M ho b
Rb
Rs
Ký hiệu Momen
(daN.cm (cm (cm (MPa (MPa
ô sàn
)
)
)
)
)
4
5
6
αm
ζ
8
9
7
Chọn thép
As
As µ%
(cm2
chọn
a
) φ
(m.m)
10 11 12
13 14
1
2
3
S1
M1
2371
6.5 100
8.5
225 0.007 0.997 0.16 6
200
1.42 0.22
MI
4742
6.5 100
8.5
225
0.01 0.99
0.33 6
3
3
200
1.42 0.22
BẢNG TÍNH CHO Ô SÀN 1 PHƯƠNG S1
Số
hiệu
ô
sàn
S2
S9
S15
Cạn
h
dài
L2
(m)
4.5
Canh
Hoạt
Tĩnh
ngắn
tải
tải
L1
Ptt
Gtt
2
(m)
2
(kG/m ) (kG/m )
q = Ptt + Gtt
=> Tính toán tương tự cho các ô sàn 1 phương còn lại, ta có bảng kết quả sau:
1.0
4.5
240
329
569
3.1
1.0
3.1
240
329
569
6.3
1.6
3.94
480
329
809
Trang 14
M1
MI
(kG.m)
23.71
47.42
23.71
47.42
33.71
67.42
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
S17
S21
S26
S35
S36
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
3.2
1.0
3.2
240
329
569
4.4
1.6
2.75
480
329
809
4.5
1.5
3.0
480
329
809
3.5
1.0
3.5
240
329
569
4.5
1.0
4.5
360
329
689
23.71
47.42
33.71
67.42
33.71
67.42
23.71
47.42
28.71
57.42
Bảng kết quả tính toán thép sàn:
Ký hiệu Mome Giá trị M ho
b
Rb
Rs
ô sàn
n (daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa)
1
2
3
S2
M1
2371
MI
S9
S15
S17
S21
S26
S35
S36
4
5
6
7
6.5 100
8.5
225
4742
6.5 100
8.5
M1
2371
6.5 100
MI
4742
M1
αm
ζ
8
9
As Chọn thép As
(cm2) φ a (m.m) chọn
10
11
12
13
14
0.007 0.997
0.16 6
200
1.42
0.22
225
0.013 0.993
0.33 6
200
1.42
0.22
8.5
225
0.007 0.997
0.16 6
200
1.42
0.22
6.5 100
8.5
225
0.013 0.993
0.33 6
200
1.42
0.22
3371
6.5 100
8.5
225
0.009 0.995
0.23 6
200
1.42
0.22
MI
6742
6.5 100
8.5
225
0.019 0.991
0.47 6
200
1.42
0.22
M1
2371
6.5 100
8.5
225
0.007 0.997
0.16 6
200
1.42
0.22
MI
4742
6.5 100
8.5
225
0.013 0.993
0.33 6
200
1.42
0.22
M1
3371
6.5 100
8.5
225
0.009 0.995
0.23 6
200
1.42
0.22
MI
6742
6.5 100
8.5
225
0.019 0.991
0.47 6
200
1.42
0.22
M1
3371
6.5 100
8.5
225
0.009 0.995
0.23 6
200
1.42
0.22
MI
6742
6.5 100
8.5
225
0.019 0.991
0.47 6
200
1.42
0.22
M1
2371
6.5 100
8.5
225
0.007 0.997
0.16 6
200
1.42
0.22
MI
4742
6.5 100
8.5
225
0.013 0.993
0.33 6
200
1.42
0.22
M1
2871
6.5 100
8.5
225
0.008 0.996
0.20 6
200
1.42
0.22
MI
5742
6.5 100
8.5
225
0.016 0.992
0.40 6
200
1.42
0.22
4.2. Tính toán sàn 2 phương S3: Với L1= 4.6 m; L2= 4.6 m.
Ta có α =
µ%
L 2 4.6
=
= 1 < 2 ⇒ Sàn làm việc theo 2 phương.
L1 4.6
Chọn chiều dày sàn là hs = 8cm, lớp bảo vệ a = 1.5cm ⇒ ho= 6.5cm.
Trang 15
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Tất cả các sàn đều sử dụng:
Bêtông B15: Rb = 85 kG/cm2,
Rb = 7.5 kG/cm2.
Thép CI: Rs= 2250 kG/cm2
⇒ α R = 0.442 , ξ R = 0.673 .
Vậy bản thuộc loại bản kê bốn cạnh . Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình - Vũ
Mạnh Hùng”, bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các cạnh là ngàm.
=> Cắt bản theo hai phương của cạnh ngắn và cạnh dài với chiều rộng là b = 1 m.
MI
M1
MI
MII
M II
M2
a. Tải trọng:
+ Tĩnh tải: Gtt = 329 kG/m2
+ Hoạt tải: Ptt = 240 kG/m2
+ Tải trọng toàn phần :
P =(Gtt+Ptt).L1.L2=(329 + 240) x 4.6 x 4.6 = 12040.04 kG
Trang 16
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
b. Xác định nội lực:
Tra bảng 1-19 Sơ đồ 9 trang 34 Sổ tay THKCCT - Vũ Mạnh Hùng với α = 1.00, ta có:
+ m91= 0.0179
+ m92= 0.0179
+ k91 = 0.0417
+ k92 = 0.0417
=> Vậy moment tại nhịp và gối của ô sàn là:
+ M1 = 0.0179 x 12040.04 = 215.52 kG.m
+ M2 = 0.0179 x 12040.04 = 215.52 kG.m
+ MI = 0.0417 x 12040.04 = 502.07 kG.m
+ MII= 0.0417 x 12040.04 = 502.07 kG.m
c. Tính toán và bố trí thép
Tính thép chịu moment dương M1 = 215.52 kG.m theo phương cạnh ngắn L1
Diện tích thép:
αm =
M1
21552
=
= 0.06 < α R =>Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb bho 85 × 100 × 6.5 2
⇒ ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.06 = 0.062
As =
ξRb bho 0.062 × 85 × 100 × 6.5
=
= 1.52 ( cm 2 )
Rs
2250
Tra bảng phụ lục ta chọn thép φ 8a200mm với As =2.52 cm2 và bố trí thớ dưới.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ=
As
2.52
100% =
100% = 0.39%
bh0
100 × 6.5
µ max =
ξ R Rb
0.673 × 85
100% =
100% = 2.5%
Rs
2250
µ min =0.1%
Vậy: µ min < µ < µ max ⇒ Thỏa điều kiện hàm lượng.
Trang 17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:
n=
L2
4600
+1 =
+ 1 = 24 (Thanh)
a
200
Tính thép chịu moment âm MI = 502.07 kG.m theo phương cạnh ngắn L1
Diện tích thép:
αm =
MI
50207
=
= 0.14 < α R =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb bho 85 × 100 × 6.5 2
⇒ ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.14 = 0.15
As =
ξRb bho 0.15 × 85 × 100 × 6.5
=
= 3.68( cm 2 )
Rs
2250
Tra bảng phụ lục tra thép sàn ta chọn thép φ 8a100mm với As= 5.03 cm2,
bố trí ở thớ trên và đi từ gối ra một đoạn bằng ¼ nhịp.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ=
As
5.03
100% =
100% = 0.77%
bh0
100 × 6.5
µ max =
ξ R Rb
0.673 × 85
100% =
100% = 2.5%
Rs
2250
µ min =0.1%
Vậy µ min < µ < µ max ⇒ Thỏa điều kiện hàm lượng.
Số thanh thép chịu moment âm theo phương cạnh ngắn :
n=
L2
4600
+1 =
+ 1 = 47 (Thanh)
a
100
Tính thép chịu moment dương M2 = 215.52 kG.m theo phương cạnh dài L2:
Diện tích thép:
Chú ý: ho=hs – a – φM1 = 8 – 1.5 – 0.8 = 5.7cm.
αm =
M1
21552
=
= 0.078 < α R =>Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb bho 85 × 100 × 5.7 2
⇒ ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.078 = 0.081
As =
ξRb bho 0.081 × 85 × 100 × 6.5
=
= 1.74 ( cm 2 )
Rs
2250
Trang 18
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Tra bảng phụ lục tra thép sàn ta chọn thép φ 8a200mm với As = 2.52 cm2, bố trí
thớ dưới và nằm trên thép của moment M1.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ=
As
2.52
100% =
100% = 0.44%
bh0
100 × 5.7
µ max =
ξ R Rb
0.673 × 85
100% =
100% = 2.5%
Rs
2250
µ min =0.1%
Vậy: µ min < µ < µ max ⇒ Thỏa điều kiện hàm lượng.
Số thanh thép chịu moment dương theo phương cạnh ngắn:
n=
L2
4600
+1 =
+ 1 = 24 (Thanh)
a
200
Tính thép chịu moment âm MII = 502.07 kG.m theo phương cạnh dài L2
Diện tích thép:
αm =
M II
50207
=
= 0.14 < α R =>Thỏa điều kiện cốt đơn
2
Rb bho 85 × 100 × 6.5 2
⇒ ξ = 1 − 1 − 2α m = 1 − 1 − 2 × 0.14 = 0.15
As =
ξRb bho 0.15 × 85 × 100 × 6.5
=
= 3.68 ( cm 2 )
Rs
2250
Tra bảng phụ lục tra thép sàn ta chọn thép φ 8a100mm với As = 5.03 cm2 bố trí ở
thớ trên và đoạn thép chụp này kéo dài từ gối ra một đoạn bằng ¼ nhịp.
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ=
As
5.03
100% =
100% = 0.77%
bh0
100 × 6.5
µ max =
ξ R Rb
0.673 × 85
100% =
100% = 2.5% và µ min =0.1%
Rs
2250
Vậy µ min < µ < µ max ⇒ thỏa điều kiện hàm lượng.
Số thanh thép chịu moment âm theo phương cạnh ngắn :
n=
L1
4600
+1 =
+ 1 = 47 (Thanh)
a
100
Trang 19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
=> Kiểm tra lai kết quả tính tay ở trên bằng cách lập bảng Excel để tính
Cạnh Canh
hiệu
dài
ngắn
ô
L2
L1
sàn
(m)
(m)
S3
4.6
4.6
m91
m92
k91
k92
α = L2/L1
Số
Hoạt
Tĩnh
tải
tải
Ptt
Gtt
(kG/m2)
(kG/m2)
q = (Ptt + Gtt)
L1 L2
Bảng kết quả nội lực sàn:
240
329
12040.04
0.0179
0.0179
0.0417
0.0417
1.0
M1
M2
MI
MII
(kG.m)
215.52
215.52
502.07
502.07
Bảng kết quả tính toán thép sàn:
Ký hiệu
h
b
Rb
Rs
Giá trị M o
Momen
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa (MPa
ô sàn
)
)
1
2
3
4
5
6
7
S3
αm
ζ
As
(cm2)
8
9
10
Chọn thép
As
µ%
φ a (m.m) chọn
11
12
13
14
M1
21552
6.5 100
8.5
225
0.060 0.969 1.52
6
100
2.83
0.44
M2
21552
5.7 100
8.5
225
0.078 0.959 1.75
6
100
2.83
0.50
MI
50207
6.5 100
8.5
225
0.140 0.924 3.71
8
100
5.03
0.77
MII
50207
6.5 100
8.5
225
0.140 0.924 3.71
8
100
5.03
0.77
Trang 20
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
Tương tự như vậy ta tính và bố trí thép cho các ô sàn 2 phương còn lại.
Bảng kết quả nội lực sàn:
Cạnh
dài
L2
(m)
(m)
1
S3
2
4.6
3
4.6
4
1
S4
4.6
3.4
1.35
S5
4.5
2.6
1.73
S6
3.2
2
1.6
S7
2
1.3
1.54
S8
6.3
4.6
1.37
S10
4.6
3.1
1.48
S11
1.7
1.5
1.13
m91
m92
k91
k92
Hoạt
tải
ptt
Tĩnh
tải
gtt
daN/m2 daN/m2
5
0.0179
0.0179
0.0417
0.0417
0.021
0.0115
0.0474
0.0262
0.0199
0.0067
0.0435
0.0147
0.0205
0.008
0.0452
0.0177
0.0206
0.0086
0.0459
0.0191
0.021
0.0111
0.0423
0.0251
0.0209
0.0097
0.0467
0.0214
0.0197
6
240
7
329
240
329
240
329
360
329
240
329
240
329
240
329
240
329
Trang 21
P=(ptt+gtt).L1.L2
Cạnh
ngắn
L1
α = L2/L1
Số
hiệu
ô
sàn
M1
M2
MI
MII
(daN.m)
8
12040
12040
12040
12040
8900
8900
8900
8900
6657
6657
6657
6657
4410
4410
4410
4410
1480
1480
1480
1480
16490
16490
16490
16490
8114
8114
8114
8114
1451
9
215.52
215.52
502.07
502.07
186.9
102.35
421.86
233.18
132.47
44.602
289.58
97.858
90.405
35.28
199.33
78.057
30.488
12.728
67.932
28.268
346.29
183.04
697.53
413.9
169.58
78.706
378.92
173.64
28.585
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
S12
1.8
1.5
1.2
S13
1.7
1.6
1.06
S14
1.8
1.6
1.12
S16
6.3
6.3
1
S18
4.6
3.2
1.44
S19
3.4
3.2
1.06
S20
2
1.6
1.25
S22
4.5
3.4
1.33
S23
3.4
2
1.7
S24
1.6
1.5
1.07
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
0.0155
0.0457
0.0361
0.0204
0.0142
0.0468
0.0325
0.0187
0.0171
0.0437
0.0394
0.0197
0.0155
0.0457
0.0361
0.0179
0.0179
0.0417
0.0417
0.0209
0.01
0.0469
0.0223
0.0187
0.0171
0.0437
0.0394
0.0207
0.0133
0.0473
0.0303
0.0209
0.0115
0.0474
0.0262
0.02
0.0069
0.0438
0.0152
0.0191
480
329
240
329
360
329
240
329
240
329
480
329
240
329
240
329
480
329
480
329
Trang 22
1451
1451
1451
2184
2184
2184
2184
1548
1548
1548
1548
1984
1984
1984
1984
22584
22584
22584
22584
8376
8376
8376
8376
8802
8802
8802
8802
1821
1821
1821
1821
8706
8706
8706
8706
5501
5501
5501
5501
1942
22.491
66.311
52.381
44.554
31.013
102.21
70.98
28.948
26.471
67.648
60.991
39.085
30.752
90.669
71.622
404.25
404.25
941.75
941.75
175.06
83.76
392.83
186.78
164.6
150.51
384.65
346.8
37.695
24.219
86.133
55.176
181.96
100.12
412.66
228.1
110.02
37.957
240.94
83.615
37.092
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
S25
2.1
1.6
1.31
S27
3.1
2.1
1.48
S28
2.1
1.5
1.4
S29
6.3
3.4
1.85
S31
4.6
4.5
1.02
S32
4.5
3.5
1.29
S33
4.5
4.5
1
S34
6.3
4.5
1.4
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
0.0166
0.0443
0.0383
0.0208
0.0123
0.0475
0.0281
0.0209
0.0097
0.0467
0.0214
0.0207
0.0131
0.0473
0.0299
0.021
0.0107
0.0373
0.024
0.0183
0.0175
0.0427
0.0406
0.0208
0.0123
0.0475
0.0281
0.0179
0.0179
0.0417
0.0417
0.021
0.0107
0.0373
0.024
240
329
480
329
240
329
240
329
240
329
240
329
240
329
240
329
1942
1942
1942
1912
1912
1912
1912
5267
5267
5267
5267
1792
1792
1792
1792
12188
12188
12188
12188
11778
11778
11778
11778
8962
8962
8962
8962
11522
11522
11522
11522
16131
16131
16131
16131
32.237
86.031
74.379
39.77
23.518
90.82
53.727
110.08
51.09
245.97
112.71
37.094
23.475
84.762
53.581
255.95
130.41
454.61
292.51
215.54
206.12
502.92
478.19
186.41
110.23
425.7
251.83
206.24
206.24
480.47
480.47
338.75
172.6
601.69
387.14
Chọn
thép
As
chọn
Bảng kết quả tính toán thép sàn:
Ký hiệu Momen Giá trị M ho
b
Rb
Rs
ô sàn
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa)
αm
Trang 23
ζ
As
(cm2)
µ%
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
1
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S10
S11
S12
S13
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
2
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
M1
M2
MI
MII
3
21552
21552
50207
50207
18690
10235
42186
23318
13247
44602
28958
9786
9041
3528
19933
7806
3049
1273
6793
2827
4
6,5
5,7
6,5
6,5
6,5
5,7
6,5
6,5
6,5
5,7
6,5
6,5
6,5
5,7
6,5
6,5
6,5
5,7
6,5
6,5
5
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
6
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
7
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
225
8
0,060
0,078
0,140
0,140
0,052
0,037
0,117
0,065
0,037
0,162
0,081
0,027
0,025
0,013
0,056
0,022
0,008
0,005
0,019
0,008
M1
34629
6,5 100
8,5
225
0,096 0,949 2,49
φ a (m.m)
11
12
8
200
8
200
8
100
8
100
6
150
6
200
8
150
8
200
6
200
8
100
8
200
6
200
6
200
6
200
6
150
6
200
6
200
6
200
6
200
6
200
8
150
M2
18304
5,7 100
8,5
225
0,066 0,966 1,48
8
200
2,52
0,44
MI
69753
6,5 100
8,5
225
0,194 0,891 5,35 10
100
7,85
1,21
MII
41390
6,5 100
8,5
225
0,115 0,939 3,02
8
150
3,35
0,52
M1
16958
6,5 100
8,5
225
0,047 0,976 1,19
8
200
2,52
0,39
M2
7871
5,7 100
8,5
225
0,029 0,986 0,62
6
200
1,42
0,25
MI
37892
6,5 100
8,5
225
0,106 0,944 2,74
8
150
3,35
0,52
MII
17364
6,5 100
8,5
225
0,048 0,975 1,22
6
150
1,89
0,29
M1
2859
6,5 100
8,5
225
0,008 0,996 0,20
6
200
1,42
0,22
M2
2250
5,7 100
8,5
225
0,008 0,996 0,18
6
200
1,42
0,25
MI
6631
6,5 100
8,5
225
0,018 0,991 0,46
6
200
1,42
0,22
MII
5238
6,5 100
8,5
225
0,015 0,993 0,36
6
200
1,42
0,22
M1
4456
6,5 100
8,5
225
0,012 0,994 0,31
6
200
1,42
0,22
M2
3104
5,7 100
8,5
225
0,011 0,994 0,24
6
200
1,42
0,25
MI
10221
6,5 100
8,5
225
0,028 0,986 0,71
6
200
1,42
0,22
MII
7098
6,5 100
8,5
225
0,020 0,990 0,49
6
200
1,42
0,22
M1
2895
6,5 100
8,5
225
0,008 0,996 0,20
6
200
1,42
0,22
M2
2647
5,7 100
8,5
225
0,010 0,995 0,21
6
200
1,42
0,25
MI
6765
6,5 100
8,5
225
0,019 0,990 0,47
6
200
1,42
0,22
Trang 24
9
0,969
0,959
0,924
0,924
0,973
0,981
0,937
0,966
0,981
0,911
0,958
0,986
0,987
0,994
0,971
0,989
0,996
0,998
0,990
0,996
10
1,52
1,75
3,71
3,71
1,31
0,81
3,08
1,65
0,92
3,82
2,07
0,68
0,63
0,28
1,40
0,54
0,21
0,10
0,47
0,19
13
2,52
2,52
5,03
5,03
1,89
1,42
3,35
2,52
1,42
5,03
2,52
1,42
1,42
1,42
1,89
1,42
1,42
1,42
1,42
1,42
14
0,39
0,44
0,77
0,77
0,29
0,25
0,52
0,39
0,22
0,88
0,39
0,22
0,22
0,25
0,29
0,22
0,22
0,25
0,22
0,22
3,35
0,52
ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CTDD
S14
S16
S18
S19
S20
S22
S23
S24
S25
S27
CBHD: TS. TRẦN MINH THUẬN
MII
6099
6,5 100
8,5
225
0,017 0,991 0,42
6
200
1,42
0,22
M1
3909
6,5 100
8,5
225
0,011 0,995 0,27
6
200
1,42
0,22
M2
3075
5,7 100
8,5
225
0,011 0,994 0,24
6
200
1,42
0,25
MI
9067
6,5 100
8,5
225
0,025 0,987 0,63
6
200
1,42
0,22
MII
7162
6,5 100
8,5
225
0,020 0,990 0,49
6
200
1,42
0,22
M1
40425
6,5 100
8,5
225
0,113 0,940 2,94
8
150
3,35
0,52
M2
40425
5,7 100
8,5
225
0,146 0,920 3,42
8
100
5,03
0,88
MI
94175
6,5 100
8,5
225
0,262 0,845 7,62 10
100
7,85
1,21
MII
94175
6,5 100
8,5
225
0,262 0,845 7,62 10
100
7,85
1,21
M1
17506
6,5 100
8,5
225
0,049 0,975 1,23
6
200
1,42
0,22
M2
8376
5,7 100
8,5
225
0,030 0,985 0,66
6
200
1,42
0,25
MI
39283
6,5 100
8,5
225
0,109 0,942 2,85
8
150
3,35
0,52
MII
18678
6,5 100
8,5
225
0,052 0,973 1,31
6
150
1,89
0,29
M1
16460
6,5 100
8,5
225
0,046 0,977 1,15
6
150
1,89
0,29
M2
15051
5,7 100
8,5
225
0,055 0,972 1,21
6
150
1,89
0,33
MI
38465
6,5 100
8,5
225
0,107 0,943 2,79
8
150
3,35
0,52
MII
34680
6,5 100
8,5
225
0,097 0,949 2,50
8
150
3,35
0,52
M1
3770
6,5 100
8,5
225
0,010 0,995 0,26
6
200
1,42
0,22
M2
2422
5,7 100
8,5
225
0,009 0,996 0,19
6
200
1,42
0,25
MI
8613
6,5 100
8,5
225
0,024 0,988 0,60
6
200
1,42
0,22
MII
5518
6,5 100
8,5
225
0,015 0,992 0,38
6
200
1,42
0,22
M1
18196
6,5 100
8,5
225
0,051 0,974 1,28
6
150
1,89
0,29
M2
10012
5,7 100
8,5
225
0,036 0,982 0,80
6
200
1,42
0,25
MI
41266
6,5 100
8,5
225
0,115 0,939 3,01
8
150
3,35
0,52
MII
22810
6,5 100
8,5
225
0,064 0,967 1,61
8
200
2,52
0,39
M1
11002
6,5 100
8,5
225
0,031 0,984 0,76
6
200
1,42
0,22
M2
3796
5,7 100
8,5
225
0,014 0,993 0,30
6
200
1,42
0,25
MI
24094
6,5 100
8,5
225
0,067 0,965 1,71
8
200
2,52
0,39
MII
8362
6,5 100
8,5
225
0,023 0,988 0,58
6
200
1,42
0,22
M1
3709
6,5 100
8,5
225
0,010 0,995 0,25
6
200
1,42
0,22
M2
3223
5,7 100
8,5
225
0,012 0,994 0,25
6
200
1,42
0,25
MI
8603
6,5 100
8,5
225
0,024 0,988 0,60
6
200
1,42
0,22
MII
7438
6,5 100
8,5
225
0,021 0,990 0,51
6
200
1,42
0,22
M1
3977
6,5 100
8,5
225
0,011 0,994 0,27
6
200
1,42
0,22
M2
2352
5,7 100
8,5
225
0,009 0,996 0,18
6
200
1,42
0,25
MI
9082
6,5 100
8,5
225
0,025 0,987 0,63
6
200
1,42
0,22
MII
5373
6,5 100
8,5
225
0,015 0,992 0,37
6
200
1,42
0,22
M1
11008
6,5 100
8,5
225
0,031 0,984 0,76
6
200
1,42
0,22
M2
5109
5,7 100
8,5
225
0,018 0,991 0,40
6
200
1,42
0,25
MI
24597
6,5 100
8,5
225
0,068 0,964 1,74
6
100
2,83
0,44
Trang 25
