Luận văn tốt nghiệp kết cấu thượng tầng xây dựng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.64 MB, 30 trang )
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP
PHẦN II: KẾT CẤU THƯỢNG TẦNG
(Khối lượng 60%)
CHƯƠNG 1: TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
CHƯƠNG 1: TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ
1.1. Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 2737 - 2006 (Draft): Tải trọng và tác động – tiêu chuẩn thiết kế.
- TCVN 5574 - 2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
1.2. Chỉ tiêu cường độ vật liệu
- Bê tông (tra theo Bảng 7 TCVN 5574 – 2018).
Bảng II.1. 1 Cường độ tính toán của bê tông
Cường độ tính toán (daN/cm2)
Cấp độ bền
Cường độ chịu nén
Cường độ chịu kéo
(daN/cm2)
(daN/cm2)
115
9
B20
Modul đàn hồi Eb
(daN/cm2)
27x104
Ghi chú:
- Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 cho cấu kiện bê tông cột, dầm và sàn.
- Quy đổi đơn vị: 1 (Mpa) = 10 (daN/cm2)
- Thép (tra theo Bảng 13 TCVN 5574 – 2018).
Bảng II.1. 2 Cường độ tính toán của thép
Cường độ tính toán (daN/cm2)
Nhóm thép
Modul đàn hồi
Es (daN/cm2)
Chịu kéo
Chịu kéo
Cốt ngang, xiên
Rs
Rsc
Rsw
CB240 - T
2100
2100
1700
20x106
CB300 - V
2600
2600
2100
20x106
Ghi chú:
- Sử dụng thép CB240 – T cho thép sàn, cốt đai cột và dầm.
- Sử dụng thép CB300 – V cho cốt thép dọc của cột, dầm và thép mũ lớp trên
của sàn.
- Quy đổi đơn vị: 1 (Mpa) = 10 (daN/cm2)
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 25
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
1.3. Trọng lượng của các loại vật liệu
- Trọng lượng của các loại vật liệu được lấy theo giáo trình bài giảng “ Kết cấu Bê
Tông Cốt Thép” – ThS. Hồ Ngọc Tri Tân.
Bảng II.1. 3 Trọng lượng tiêu chuẩn của vật liệu.
Trọng lượng
STT
Tên vật liệu
Đơn vị
1
Bê tông cốt thép
m3
2500
2
Bê tông gạch vỡ
m3
2000
3
Vữa xi măng - cát
m3
1600
4
Gạch Ceramic 600x600
m3
2800
5
Gạch Ceramic 400x400
m3
2800
6
Đá Granite
m3
3600
7
Tường 100 gạch ống
m2
180
8
Tường 200 gạch ống
m2
330
9
Tường 100 gạch thẻ
m2
200
10
Tường 200 gạch thẻ
m2
400
11
Chống thấm Polytop PT200
m3
1200
12
Trần thạch cao khung xương nổi
m2
15
(daN)
- Hệ số vượt tải đối với các tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng được lấy theo
TCVN 2737 – 2006.
Bảng II.1. 4 Hệ số vượt tải do khối lượng kết cấu
STT
Các kết cấu
Hệ số vượt tải n
1
Thép
1,05
2
Bê tông cốt thép có khối lượng thể tích > 1600 kg/m3
1,1
Các lớp trát và hoàn thiện có khối lượng thể tích 1600 kg/m3
3
a. Trong nhà máy
1,2
b. Ở công trường
1,3
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 26
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
1.4. Tải trọng tác dụng
Tải trọng tác dụng lên sàn gồm tĩnh tải do trọng lượng các lớp kết cấu của sàn
(trọng lượng lớp phủ, lớp vữa lót, bản bê tông cốt thép, lớp vữa trát), tường xây,
vách ngăn trên sàn và hoạt tải tác dụng tùy theo từng loại phòng mà có các hoạt
tải khác nhau.
1.4.1. Tĩnh tải
- Tĩnh tải là tải trọng tác dụng không đổi trong suốt quá trình sử dụng như trọng
lượng bản thân kết cấu, tường xây và vách ngăn.
- Tĩnh tải tính toán lên sàn được xác định theo công thức sau:
n
g tt ni i i
i 0
- Trong đó:
gtt - Trọng lượng bản thân sàn (tĩnh tải tính toán) (daN/m2).
δ i - Chiều dày lớp cấu tạo thứ i (m).
i - Trọng lượng riêng lớp cấu tạo thứ i (daN/m2).
ni - Hệ số vượt tải của lớp cấu tạo thứ i.
Tĩnh tải tường xây tường trên sàn:
gt
(b.l.h). t .n
(daN/m2)
Ss
- Trong đó:
t Trọng lượng riêng của tường (daN/m3).
b - Rộng tường; l - Dài tường; h - Cao tường (m).
n = 1,1 - Hệ số vượt tải.
Ss - Diện tích ô sàn (m2).
1.4.1.1. Cấu tạo sàn các tầng
- Gạch Ceramic 60x60x1 cm
- Lớp vữa lót #75 dày 2.5 cm
- Sàn bê tông cốt thép dày 10cm
- Vữa trát trần #75 dày 1,5 cm.
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 27
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
Bảng II.1. 5 Tĩnh tải hoàn thiện sàn các tầng
Các lớp cấu Tạo
δ (m)
gtc
(daN/m3)
(daN/m2)
n
gtt
(daN/m2)
Gạch Ceramic 60x60x1cm
0.01
2800
28
1.1
30.8
Vữa lót #75 dày 2.5 cm
0.025
1600
40
1.3
52
Vữa trát trần #75 dày 1.5 cm.
0.015
1600
24
1.3
31.2
92
-
114
Tổng tĩnh tải g
Ghi chú: Tĩnh tải sàn BTCT dày 10cm được phần mềm Etabs tự tính toán
1.4.1.2. Cấu tạo sàn sảnh chính và hành lang ( sàn tầng)
- Gạch Ceramic 60x60x1 cm
- Lớp vữa lót #75 dày 2.5 cm
- Sàn bê tông cốt thép dày 10cm
- Trần thạch cao khung xương nổi 600x600mm.
Bảng II.1. 6 Tĩnh tải hoàn thiện sảnh chính và hành làng (sàn tầng)
Các lớp cấu Tạo
δ (m)
gtc
(daN/m3)
(daN/m2)
n
gtt
(daN/m2)
Gạch Ceramic 60x60x1cm
0.01
2800
28
1.1
30.8
Vữa lót #75 dày 4 cm
0.025
1600
40
1.3
52
Trần thạch cao khung xương nổi
0.01
-
15
1.2
18
83
-
100.8
Tổng tĩnh tải g
Ghi chú: Tĩnh tải sàn BTCT dày 10cm được phần mềm Etabs tự tính toán
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 28
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
1.4.1.3. Cấu tạo sàn mái và ban công
- Gạch Ceramic nhám 40x40x1 cm
- Lớp vữa lót #75 tạo độ dốc dày trung bình 4 cm
- Chống thấm Polytop PT200
- Sàn bê tông cốt thép dày 10cm
- Vữa trát trần #75 dày 1,5 cm.
Bảng II.1. 7 Tĩnh tải hoàn thiện sàn mái và ban công
Các lớp cấu Tạo
δ (m)
gtc
(daN/m3)
(daN/m2)
n
gtt
(daN/m2)
Gạch Ceramic 40x40x1cm
0.01
2800
28
1.1
30.8
Vữa lót #75 dày 4 cm
0.04
1600
64
1.3
83.2
Lớp chống thấm Polytop PT200
0.0008
1200
0.96
1.2
1.15
Vữa trát trần #75 dày 1.5 cm.
0.015
1600
24
1.3
31.2
117
-
146.4
Tổng tĩnh tải g
Ghi chú: Tĩnh tải sàn BTCT dày 10cm được phần mềm Etabs tự tính toán
1.4.1.4. Cấu tạo sàn khu vực vệ sinh
- Gạch Ceramic nhám 40x40x1 cm
- Lớp vữa lót #75 tạo độ dốc dày trung bình 4 cm
- Lớp độn sàn âm dày 15cm
- Lớp chống thấm Polytop PT200
- Sàn bê tông cốt thép dày 10cm
- Vữa trát trần #75 dày 1,5 cm.
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 29
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
Bảng II.1. 8 Tĩnh tải hoàn thiện sàn khu vực vệ sinh
Các lớp cấu Tạo
δ (m)
gtc
(daN/m3)
(daN/m2)
n
gtt
(daN/m2)
Gạch Ceramic 40x40x1cm
0.01
2800
28
1.1
30.8
Vữa lót #75 dày 4 cm
0.04
1600
64
1.3
83.2
Lớp độn sàn âm
0.15
2000
300
1.1
330
Lớp chống thấm Polytop PT200
0.0008
1200
0.96
1.2
1.15
Vữa trát trần #75 dày 1.5 cm.
0.015
1600
24
1.3
31.2
123
-
476.4
Tổng tĩnh tải g
Ghi chú: Tĩnh tải sàn BTCT dày 10cm được phần mềm Etabs tự tính toán
1.4.1.5. Cấu tạo sàn sê nô
- Lớp vữa lót #75 tạo độ dốc dày trung bình 4 cm
- Lớp chống thấm Polytop PT200
- Sàn bê tông cốt thép dày 10cm
- Lớp vữa trát trần #75 dày 1.5cm
Bảng II.1. 9 Tĩnh tải hoàn thiện sàn sê nô
gtc
(daN/m3)
(daN/m2)
Các lớp cấu Tạo
δ (m)
Lớp vữa lót #75 dày 5 cm
0.04
1600
64
1.3
83.2
Lớp chống thấm Polytop PT200
0.0008
1200
0.96
1.2
1.15
Lớp vữa trát trần dày 1.5cm
0.015
1600
24
1.3
31.6
88.9
-
116
Tổng tĩnh tải g
n
gtt
(daN/m2)
Ghi chú: Tĩnh tải sàn BTCT dày 10cm được phần mềm Etabs tự tính toán
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 30
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
1.4.1.6. Tĩnh tải tường bao che
Bảng II.1. 10 Tĩnh tải hoàn thiện tường bao che
Các lớp cấu Tạo
Tường bao che xây gạch ống 200mm
Tải tường có cửa (tính đến hệ số cửa 0.75)
gtc
H tường
(daN/m)
(m)
330
2.8
1.1
1016.4
247.5
-
-
762.3
n
gtt
(daN/m)
Ghi chú:
-
Chiều cao xây tường 2.8(m)
-
Có cửa sổ kính (lấy hệ số giảm tải 0.75)
1.4.1.7. Tĩnh tải tường ngăn phòng
Bảng II.1. 11 Tĩnh tải hoàn thiện tường ngăn phòng
gtc
H tường
(daN/m)
(m)
Tường ngăn phòng xây gạch ống 200mm
330
2.8
1.1
1016.4
Tường ngăn phòng xây gạch ống 100mm
180
2.8
1.1
554.4
Các lớp cấu Tạo
n
gtt
(daN/m)
1.4.2. Hoạt tải
- Hoạt tải là tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt, trị số, chiều tác dụng như tải
trọng trên sàn.
- Hoạt tải tính toán được xác định như sau:
ptt n ptc
- Trong đó:
ptt - Hoạt tải tính toán (daN/m2).
ptc - Hoạt tải tiêu chuẩn (daN/m2).
n - Hệ số vượt tải.
- Tùy theo chức năng của kết cấu mà giá trị hoạt tải tiêu chuẩn được quy định
trong TCXDVN 2737-2006: Tải trọng và tác động. Tra bảng 3 tiêu chuẩn này, ta
có bảng hoạt tải tiêu chuẩn và tính toán phân bố đều lên sàn như sau:
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 31
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
Bảng II.1. 12 Hoạt tải tiêu chuẩn ptc phân bố đều trên sàn và cầu thang
(Theo TCXDVN 2737-2006)
STT
Loại phòng
Tải trọng
tiêu chuẩn
Hệ số
vượt
Tải trọng
tính toán
(daN/m2)
tải n
(daN/m2)
1
Sảnh, hành lang (1)
300
1,2
360
2
Sảnh hàng lang (2)
400
1,2
480
3
Phòng khách
200
1,2
240
4
Phòng làm việc
200
1,2
240
5
Phòng họp, phòng đợi, hội trường
400
1,2
480
6
Kho
480
1,2
576
7
Phòng ngủ
200
1,2
240
8
WC
200
1,2
240
9
Sê nô
300
1,2
360
10
Mái bằng sử dụng (ST)
150
1,3
195
11
Mái bằng không sử dụng
75
1,3
97,5
12
Phòng máy vi tính
500
1,2
600
13
Cầu thang
300
1,2
360
14
Phòng kỹ thuật
300
1,2
360
15
Ban công
200
1.2
240
Ghi chú:
- Theo TCXDVN 2737-2006: Nếu tải trọng ≥ 200 thì n = 1,2
Nếu tải trọng < 200 thì n = 1,3
- (1) Sảnh, hàng lang thông qua các phòng: phòng ngủ, văn phòng, phòng
thí nghiệm, bếp, phòng giặt, phòng kỹ thuật, WC.
- (2) Sảnh, hành lang thông qua các phòng: phòng hội họp, phòng khiêu vũ,
phòng hòa nhạc, phòng đợi, phòng khán giả, kho.
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 32
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN
2.1. Giới thiệu về sàn kết cấu
- Sàn là kết cấu chịu trực tiếp tải trọng sử dụng, hệ sàn phẳng được đỡ bởi hệ dầm,
dầm truyền tải lên cột và cột truyền xuống móng. Sàn phẳng có chiều dày khá bé
so với chiều dài và chiều rộng. Các bản sàn thường có kích thước trên mặt bằng
khoảng 2÷6m, chiều dày bản khoảng 6÷20cm.
- Sàn bê tông cốt thép (BTCT) được sử dụng rất phổ biến vì những ưu điểm của nó
như: chịu lực lớn, chống cháy tốt, độ ổn định lớn… Nhưng sàn BTCT vẫn có
những khuyết điểm: cách âm chưa thật tốt (cần phối hợp với các vật liệu cách âm
khác), thi công phức tạp, trọng lượng bản thân lớn.
- Phân loại sàn:
Theo phương pháp thi công:
o Sàn BTCT toàn khối.
o Sàn BTCT lắp ghép.
Theo sơ đồ kết cấu:
o Sàn loại bản - dầm (sàn 1 phương).
o Sàn loại bản kê 4 cạnh (sàn 2 phương).
2.2. Đặc điểm cấu tạo
1
1
- Chiều dày sàn trong khoảng hs L1 và phụ thuộc vào tải trọng, chiều
40 50
dày sàn nên chọn chẵn đến cm, như 6, 7, 8, 9, 10, 12cm, 14cm thông thường sàn
2 phương nên chọn chiều dày như sau:
hs
1
L1 : cho sàn các tầng có tải trọng lớn.
40
hs
1
L1 : cho sàn các tầng có tải trọng vừa.
50
hs = 6÷8cm: cho sàn mái.
- Kích thước dầm (cả dầm ngang và dầm dọc) chọn trong khoảng:
1 1
hd L1 ;
8 12
1 1
bd hd
2 4
- Thép sàn bố trí dưới dạng lưới khoảng cách đều nhau trong khoảng từ
100÷200mm (khoảng cách bố trí thông thường 100mm, 120mm, 150mm,
180mm, 200mm), dùng thép CB240 - T hoặc cả CB240 - T lẩn CB300 - V đường
kính thép từ 6÷14mm, lớp bảo vệ trong khoảng 1,5÷3cm.
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 33
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.3. Số liệu thiết kế sàn
2.3.1. Số liệu ban đầu
Bảng II.2. 1 Số liệu tính toán sàn
Chiều dài nhịp phương X (m)
1-2 2-3 3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9
3.9 3.9
Chiều dài nhịp phương Y (m)
Chiều cao tầng (m)
A-B
B-C
C-D
D-E
6.3
2.4
6.3
2.7
Tầng
Tầng
Tầng
1
2-8
mái
3.6
3.3
3.0
2.3.2. Chọn tiết diện sơ bộ dầm sàn
Ta chọn ô sàn có diện tích lớn nhất là (3.9×6,3)m. Chọn nhịp L1 = 3.9m để tính
toán sơ bộ chiều dày sàn và tiết diện dầm.
Bảng II.2. 2 Tiết diện sơ bộ dầm và sàn
Chọn sơ bộ
Kích thước
Công thức
Chọn lại
Tính
Kết quả
(cm)
Chiều dày sàn hs (cm)
L1/50
390/50
7.8
10
Chiều cao dầm chính hdc (cm)
L1/12
390/12
32.5
50
Chiều rộng dầm chính bdc (cm)
hdc/2
32.5/2
16.25
20
Chiều cao dầm phụ hdp (cm)
-
-
-
30
Chiều rộng dầm phụ bdp (cm)
-
-
-
20
2.4. Nguyên tắt tính toán sàn
2.4.1. Sự làm việc của bản
- Bản là một trong những bộ phận chính của sàn. Bản được kê hoặc ngàm lên dầm,
dầm chia bản thành từng ô, tuỳ theo tỷ số L2/L1 của ô sàn (L2>L1) và liên kết các
cạnh mà bản bị uốn theo 1 phương hay 2 phương.
- Tuỳ theo sự làm việc của bản, người ta chia sơ đồ sàn sườn thành:
Sàn sườn có bản loại ngàm.
Sàn sườn có bản kê 4 cạnh.
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 34
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
- Gọi L1, L2 là chiều dài theo phương ngắn và phương dài của ô sàn.
L2
2 Bản sàn làm việc 1 phương theo cạnh ngắn (sàn 1 phương).
L1
L2
2 Bản sàn làm việc 2 phương (sàn 2 phương).
L1
2.4.2. Tính toán nội lực sàn
Tùy theo liên kết 4 cạnh ô bản mà ta chia thành 11 loại ô bản sau:
Hình II.2. 1 Các dạng sơ đồ liên kết ô bản sàn
2.4.3. Tính toán nội lực sàn một phương (sàn bản dầm) khi
L2
2
L1
- Cắt một bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn. 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 xem bản
như 1 dầm đơn ngàm hai đầu dầm.
- Moment tại giữa nhịp:
l2
M1 q
24
- Moment tại gối:
MI q
l2
12
Hình II.2. 2 Moment ô sàn một phương
- Trong đó:
q : Tải trọng toàn phần trên bản (daN/m).
Dấu " − " thể hiện moment âm.
- Cốt thép được tính toán và bố trí theo các công thức (được trình bày ở phần sau
mục 2.5.5). Ở đây chỉ tính cốt thép chịu moment dương M1 và âm MI theo
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 35
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
phương cạnh ngắn, phương dài chỉ bố trí thép cấu tạo sao cho lượng thép bố trí
không nhỏ hơn ¼ lượng thép theo phương cạnh ngắn (¼As tính toán), thông
thường bố trí cấu tạo 6a200mm.
2.4.4. Tính toán nội lực sàn hai phương (sàn bản kê bốn cạnh) khi
L2
2
L1
- Cắt bản rộng 1m theo cả hai phương để tính toán.
M1 = m91 x P
M2 = m92 x P
MI = m91 x P
MII = m92 x P
- Trong đó:
P q L1 L2 ( g tt p tt ) L1 L2 (daN )
M1 - Moment dương lớn nhất ở giữa ô
bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn.
M2 - Moment dương lớn nhất ở
giữa ô bản, tác dụng theo phương
cạnh dài.
Hình II.2. 3 Moment ô sàn
ngàm bốn cạnh
MI - Moment âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh ngắn.
MII - Moment âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh dài.
L1 - Chiều dài cạnh ngắn của bản.
L2 - Chiều dài cạnh dài của bản.
m91, m92, k91, k92 - Các hệ số được thành lập bảng sẵn phụ thuộc tỷ số L2/L1
(Áp dụng theo sơ đồ 9 – Sách “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” –
PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng).
ptt - Hoạt tải của sàn (daN/m2).
gtt - Tĩnh tải của sàn (daN/m2).
2.4.5. Tính toán và bố trí cốt thép
- Tính toán trên 1m bề rộng sàn theo phương cạnh ngắn và phương cạnh dài, tính
như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, với chiều rộng b=100cm và chiều cao
h=hs.
- Việc bố trí thép chịu moment âm (thép chụp) cần chú ý vị trí gối chung giữa 2 ô
sàn, nếu chênh lệch ít thì sử dụng thép lớn bố trí chung, thép chụp được bố trí ra
đến 1/4 chiều dài nhịp (theo lý thuyết 1/4L1 (cạnh ngắn)).
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 36
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
- Thép chịu moment dương cũng có thể dùng thép lớn kéo qua nếu các ô sàn có
lượng thép chênh lệch ít để dễ thi công.
- Công thức tính toán thép cho cả sàn 1 phương và 2 phương:
m
M
Rb bbs ho 2
1 1 2m
1 0,5 0,5 1 1 2 m
As
M
(cm2 ),
Rs h0
h0 hs abv (cm)
As
100%
bbs h0
µmin 0,1% ; µmax R
Rb
Rs
Hàm lượng thép hợp lý: μmin= 0,1% < μ < μmax =1,5%
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 37
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.5. Tính toán đại diện thép sàn tầng 3 và tầng áp mái
2.5.1. Sơ đồ phân chia ô sàn
Hình II.2. 4 Mặt bằng phân chia ô sàn tầng 3 (tầng điển hình)
Hình II.2. 5 Mặt bằng phân chia ô sàn tầng áp mái (tầng 8)
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 38
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.5.2. Phân loại ô sàn
Bảng II.2. 3 Bảng phân loại ô sàn theo chức năng phòng
Ô sàn
Chức
năng
L2
L1
L2/L1
Loại sàn
Hệ
số
n
Hoạt tải
Tĩnh tải
(daN/m2)
(daN/m2)
200
1.2
240
389
HTTC
(daN/m2)
Sàn tầng 3 (tầng điển hình)
S1
P. Làm
Việc
6.3
3.9
1.6
Sàn hai
phương
S1’
P. Ngủ
6.3
3.9
1.6
Sàn hai
phương
200
1.2
240
412
S2
P. Họp
6.3
3.9
1.6
Sàn hai
phương
400
1.2
480
389
S3
Hành
Lang 1
3.9
2.4
1.6
Sàn hai
phương
300
1.2
360
376
S4
Sảnh
6.3
3.9
1.6
300
1.3
360
376
S5
Ban
Công
3.9
2.7
1.4
Sàn hai
phương
200
1.2
240
422
S6
WC
3.9
2.7
1.4
Sàn hai
phương
200
1.2
240
752
S7
WC
6.3
1.8
3.5
Sàn một
phương
200
1.2
240
752
S8
WC
2.1
1.6
1.3
Sàn hai
phương
200
1.2
240
752
S9
WC
3.9
1.6
2.4
Sàn một
phương
200
1.2
240
752
S10
Kỹ
Thuật
2.6
1.5
1.7
Sàn hai
phương
300
1.2
360
389
Sàn hai
phương
Sàn tầng áp mái
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 39
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
M1
Sàn
mái
6.3
3.9
1.6
Sàn hai
phương
150
1.3
195
422
M2
Sàn
mái
3.9
2.4
1.6
Sàn hai
phương
150
1.3
195
422
M3
Hành
Lang 2
3.9
2.4
1.6
Sàn hai
phương
400
1.2
480
376
M4
Kho
3.9
2.4
1.6
Sàn hai
phương
480
1.2
576
389
M5
Kho
6.3
3.9
1.6
Sàn hai
phương
480
1.2
576
389
M6
Kho
6.3
1.8
3.5
480
1.2
576
389
M7
Hành
Lang 1
6.3
3.9
1.6
300
1.2
360
376
2.1
1.6
1.3
300
1.2
360
376
M8
Hành
Lang 1
Sàn một
phương
Sàn hai
phương
Sàn hai
phương
M9
Ban
Công
3.9
2.7
1.4
Sàn hai
phương
200
1.2
240
422
M10
WC
3.9
1.6
2.4
Sàn một
phương
200
1.2
240
752
M11
Kỹ
Thuật
2.6
1.5
1.7
Sàn hai
phương
300
1.2
360
389
SN1
Sê Nô
3.9
0.8
4.9
Sàn một
phương
300
1.2
360
391
SN2
Sê Nô
6.3
0.8
7.9
Sàn một
phương
300
1.2
360
391
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 40
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.5.3. Tính toán đại diện ô sàn một phương (sàn S9)
2.5.3.1. Tải trọng tính toán
- Ta có L1 = 1.6m, L2 = 3.9m
- =
L2
= 2.4 > 2 Sàn làm việc một phương theo phương cạnh ngắn.
L1
- Bản được tính như cấu kiện 2 đầu ngàm. Cắt bản theo phương cạnh ngắn với
chiều rộng b = 1m, ta tính tải phân bố đều ứng với bản rộng 1m.
- Tĩnh tải: gtt = (275 + 476.4) =752 daN/m2
- Hoạt tải: ptt = 240 daN/m2
- Tải trọng toàn phần: q = (gtt + ptt ) * b = (752+240) * 1 = 992 daN/m
Hình II.2. 6 Sơ đồ tính toán ô sàn S9
2.5.3.2. Xác định nội lực
- Moment tại giữa nhịp:
M1
qL12 992 1.6 2
105.8(daN .m)
24
24
- Moment tại gối:
qL12 992 1.6 2
MI
211.6(daN .m)
12
12
2.5.3.3. Tính toán thép sàn
-
Chiều dày sàn hs = 10cm
Lớp bê tông bảo vệ abv = 1.5cm
Chiều dày làm việc của sàn: h0 = hs – abv = 10 – 1.5 = 8.5cm
Vật liệu:
Bê tông B20 có Rb = 115 daN/cm2
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 41
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
Thép CB240 - T: có Rs = 2100 daN/cm2 R = 0,645 và R = 0,437
( bt 1, 0 ).
Thép CB300 - V: có Rs = 2600 daN/cm2 R = 0,623 và R = 0,429
( bt 1, 0 ).
2.5.3.4. Tính thép chịu moment dương M1 theo phương cạnh ngắn L1
- Ta có: M1 105.7 100 10580(daN .cm)
m
M1
10580
0,0127 m 0, 437 Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb .bbs .ho 115 100 8.52
0,5. 1 1 2. m 0, 5 1 1 2 0.0127 0,994
- Diện tích cốt thép: As
M1
10580
0.596(cm 2 )
RS . .h0 2100 0.994 8.5
- Tra bảng 4-12 trang 115 – “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS.TS.
Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép Ø8a200mm với As chọn là 2,52 (cm2). Ta bố trí
thớ dưới.
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
As
2.52
.100%
100% 0.296%
bbs .ho
100 8.5
- µmin = 0,1 % < µ < µmax = 1,5 % Hàm lượng cốt thép trên thoả điều kiện.
- Số thanh thép dương theo phương cạnh ngắn:
N
L2
3900
1
1 20.5 Chọn 21 thanh.
a
200
- Đối với phương còn lại, ta bố trí cấu tạo Ø8a200mm.
2.5.3.5. Tính thép chịu moment âm MI theo phương cạnh ngắn L1
- Ta có: M I 211.6 100 21160(daN .cm)
m
MI
21160
0, 025 m 0, 437 Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb .bbs .ho 115 100 8.52
0,5. 1 1 2. m 0, 5 1 1 2 0, 025 0,987
- Diện tích cốt thép: As
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
MI
21160
0.97(cm 2 )
RS . .h0 2600 0.987 8.5
Trang 42
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
- Tra bảng 4-12 trang 115 – “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS. Ts.
Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép Ø10a200mm với As chọn là 3.93 (cm2).
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
As
3.93
.100%
100% 0, 462%
bbs .ho
100 8.5
- µmin = 0,1 % < µ < µmax = 1,5 % Hàm lượng cốt thép trên thoả điều kiện.
- Số thanh thép dương theo phương cạnh ngắn:
N
L2
3900
1
1 20.5 Chọn 21 thanh.
a
200
- Đối với phương còn lại, ta bố trí thép cấu tạo Ø8a200mm.
Hình II.2. 8 Mặt bằng bố trí thép ô sàn S6
Hình II.2. 7 Mặt cắt 1-1
2.5.4. Tính toán đại diện ô sàn hai phương (sàn S2)
2.5.4.1. Tải trọng tính toán
- Ta có L1 = 3.9m, L2 = 6.3m
- =
L2
= 1.6 < 2 Sàn làm việc theo hai phương.
L1
- Bản thuộc loại bản kê bốn cạnh. Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” TS. Vũ Mạnh Hùng thì bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các
cạnh là ngàm.
- Cắt bản sàn theo hai phương vuông góc cạnh ngắn và cạnh dài với chiều rộng b =
1m, ta tính tải phân bố đều ứng với bản rộng 1m.
- Tĩnh tải: gtt = (275 + 114) =389 daN/m2
- Hoạt tải: ptt = 480 daN/m2
- Tải trọng toàn phần:
P = (gtt + ptt ) * b*L1*L2 = (389+480) * 1*3.9*6.3 = 21351 daN
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 43
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
M
M
q
M
q
M
M
M
Hình II.2. 9 Sơ đồ tính toán ô sàn S2
2.5.4.2. Xác định nội lực
- Với = 1.6, tra theo bảng tra 1-19 trang 32-34 - “Sơ đồ 9, Sổ tay thực hành kết
cấu công trình” – PGS.TS. Vũ Mạnh Hùng ta tìm được các hệ số sau:
m91 = 0.0204
m92 = 0.0078
k91 = 0.0450
k92 = 0.0172
- Tính toán moment
M1 =m91 P ×B = 0.0204
M2 = m92 P × B = 0.0078
MI = k91 P × B = 0.0450
MII = k92 P × B = 0.0172
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
21351 × 1 = 435.56 daN.m
21351 × 1 = 166.53 daN.m
21351 × 1 = 960.79 daN.m
21351 × 1 = 367.23 daN.m
Trang 44
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.5.4.3. Tính toán thép chịu moment dương M1 theo phương cạnh ngắn L1
m
M1
43556
0, 052 m 0, 437 Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb .bbs .ho 115 100 8.52
0.5. 1 1 2. m 0.5 1 1 2 0.052 0,973
- Diện tích cốt thép: As
M1
43556
2.507(cm 2 )
RS . .h0 2100 0.973 8.5
- Tra bảng 4-12 trang 115 – “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS.TS.
Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép Ø8a150mm với As chọn là 3.35 (cm2). Ta bố trí
thớ dưới theo phương L2.
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
-
As
3.35
.100%
100% 0,39%
bbs .ho
100 8.5
- µmin = 0,1 % < µ < µmax = 1,5 % Hàm lượng cốt thép trên thoả điều kiện.
- Số thanh thép dương theo phương cạnh ngắn:
- N
L2
6300
1
1 43 Chọn 43 thanh.
a
150
2.5.4.4. Tính toán thép chịu moment dương M2 theo phương cạnh dài L2
m
M2
16653
0, 024 m 0, 437 Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb .bbs .ho 115 100 7.72
0.5. 1 1 2. m 0.5 1 1 2 0.024 0.987
- Diện tích cốt thép: As
M2
16653
1.043(cm 2 )
RS . .h0 2100 0.987 7.7
- Tra bảng 4-12 trang 115 – “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS.TS.
Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép Ø8a200mm với As chọn là 2.52 (cm2). Ta bố trí
thớ dưới theo phương L1 và nằm trên thép theo phương L2.
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
-
As
2.52
.100%
100% 0,327%
bbs .ho
100 7.7
- µmin = 0,1 % < µ < µmax = 1,5 % Hàm lượng cốt thép trên thoả điều kiện.
- Số thanh thép dương theo phương cạnh dài:
- N
L1
3900
1
1 20.5 Chọn 21 thanh.
a
200
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 45
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.5.4.5. Tính toán thép chịu moment âm MI theo phương cạnh ngắn L1
m
MI
96079
0,115 m 0, 437 Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb .bbs .ho 115 100 8.52
0.5. 1 1 2. m 0.5 1 1 2 0.115 0, 938
- Diện tích cốt thép: As
MI
96079
4.63(cm 2 )
RS . .h0 2600 0.938 8.5
- Tra bảng 4-12 trang 115 – “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS.TS.
Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép Ø10a150mm với As chọn là 5.23 (cm2). Ta bố trí
thớ trên theo phương L2 và chiều dài thanh thép bằng 1/4 chiều dài cạnh L1
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
-
As
5.23
.100%
100% 0, 615%
bbs .ho
100 8.5
- µmin = 0,1 % < µ < µmax = 1,5 % Hàm lượng cốt thép trên thoả điều kiện.
- Số thanh thép âm theo phương cạnh ngắn:
- N
L2
6300
1
1 43 Chọn 43 thanh.
a
150
2.5.4.6. Tính toán thép chịu moment âm MII theo phương cạnh dài L2
m
M II
36723
0, 044 m 0, 437 Thỏa điều kiện cốt đơn.
2
Rb .bbs .ho 115 100 8.52
0.5. 1 1 2. m 0.5 1 1 2 0.044 0.977
- Diện tích cốt thép: As
M II
36723
1.7(cm 2 )
RS . .h0 2600 0.977 8.5
- Tra bảng 4-12 trang 115 – “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” của PGS.TS.
Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép Ø10a200mm với As chọn là 3.93 (cm2). Ta bố trí
thớ trên theo phương L1 và chiều dài thanh thép bằng 1/4 chiều dài cạnh L1
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép đã chọn:
-
As
3.93
.100%
100% 0, 462%
bbs .ho
100 8.5
- µmin = 0,1 % < µ < µmax = 1,5 % Hàm lượng cốt thép trên thoả điều kiện.
- Số thanh thép âm theo phương cạnh dài:
- N
L1
3900
1
1 20.5 Chọn 21 thanh.
a
200
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 46
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
Hình II.2. 10 Mặt bằng bố trí thép ô sàn S2
Hình II.2. 11 Mặt cắt 1-1
Hình II.2. 12 Mặt cắt 2-2
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 47
Phần II: Kết Cấu Thượng Tầng
Chương 1: Thiết Kế Kết Cấu Sàn
GVHD: Ths. LÊ TUẤN TÚ
2.6. Kết quả tính toán thép sàn bằng file tính excel
2.6.1. Bảng tính toán ô sàn một phương
Bảng II.2. 4 Bảng tính toán thép sàn một phương
Ký Tĩnh tải Cạnh
hiệu Hoạt tải ngắn
ô (daN.cm
sàn
M1
MI
ho
b
Rb
Rs
m
L1
(daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa)
As
(cm2)
Chọn thép
As
a
chọn
(m.m)
Sàn tầng 3 (tầng điển hình)
752
S7
240
752
S9
13392
8.5
100
11.5
210
0.016 0.992 0.76
8
200
2.52 0.30
26784
8.5
100
11.5
260
0.032 0.984 1.23
10
200
3.93 0.46
10581
8.5
100
11.5
210
0.013 0.994 0.60
8
200
2.52 0.30
21163
8.5
100
11.5
260
0.025 0.987 0.97
10
200
3.93 0.46
1.8
1.6
240
Sàn tầng áp mái (tầng 8)
589
M6
M10
576
751
1.6
240
SN1
391
0.8
360
SN2
15728
8.5
100
11.5
210
0.019 0.990 0.89
8
200
2.52 0.30
31455
8.5
100
11.5
260
0.038 0.981 1.45
10
200
3.93 0.46
10575
8.5
100
11.5
210
0.013 0.994 0.60
8
200
2.52 0.30
21150
8.5
100
11.5
260
0.025 0.987 0.97
10
200
3.93 0.46
2003
8.5
100
11.5
210
0.002 0.999 0.11
8
200
2.52 0.30
4005
8.5
100
11.5
260
0.005 0.998 0.18
10
200
3.93 0.46
2003
8.5
100
11.5
210
0.002 0.999 0.11
8
200
2.52 0.30
4005
8.5
100
11.5
260
0.005 0.998 0.18
10
200
3.93 0.46
1.8
391
0.8
360
SVTH: NGUYỄN NHỰT DUY
MSSV: B1503634
Trang 48
