Thiết Kế Sàn Sườn Có Bản Loại Dầm

LờI NóI ĐầU
Sàn bêtông cốt thép được dùng rộng rãi trong xây dựng dân
dụng và công nghiệp. Nó có thể được thi công đổ bêtông tại chổ
tạo nên sàn toàn khối, được thi công lắp ghép hoặc nửa lắp ghép.
Bộ phận chủ yếu của kết cấu sàn là bản nằm ngang. Tuỳ theo kết
cấu trực tiết đỡ bản mà phân biệt thành sàn sườn và sàn nấm.
Trong đồ án môn học này khối lượng công việc khá nhiều và nhờ
sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo dẫn, cộng thêm kiến thức mà
em học được để hoàn thành công việc.
Tuy nhiên do đây là đồ án tính toán đầu tay nên trong quá trình tính
toán không thể không có thiếu sót mong quý thầy thông cảm và bỏ
qua.
Thi t K S n S n Có B n Lo i D m ế ế à ườ ả ạ ầ
1. Sơ đồ sàn như hình vẽ .
2. Các kích thước từ trục dầm và trục tường là l
1
= 2,5 m , l
2
= 6,2 m .
Tường chịu lực có chiều dày t = 34cm
3. Cấu tạo mặt sàn gồm 3 lớp
Hoạt tải tiêu chuẩn P
tc
= 850 kG/m
2
, hệ số vượt tảI: n = 1,2
4. Vật liệu : Bêtông mác 200 , cốt thép của bản và cốt đai của dầm loại AI , cốt dọc
của dầm loại AII.
Trát bằng vữa tam hợp d y 10 mmà
Bản bê tông cốt thép
Vữa xi măng-cát d y 20mmà

A
D
CB
3x2500
3x2500
3x2500
1 2 3 4 5
620062006200 6200
I. Các số liệu tính toán của vật liệu :
- Bêtông mác 200 có R
n
= 90 kG/cm
2
, R
k
= 7,5 kG/cm
2

- Cốt thép AI có R
a
= 2100 kG/cm
2
; R
ađ
= 1700 (kG/cm
2
)
- Cốt thép AII có R
a
= R’

a
= 2700 kG/cm
2
; R
ax
= 2150 kG/cm
2

II. Tính toán bản :
1. Sơ đồ sàn
Tỷ số
1
2
l
l
=
3
2,6
= 2,06 > 2 , xem bản làm việc theo một phương . Ta có sàn sườn
toàn khối có bản loại dầm . Các dầm qua trục 2 , 3, 4 là dầm chính , vuông góc với
dầm chính là dầm phụ .
Cắt 1 dãi bản rộng 1m , vuông góc với các dầm phụ và được xem là các dầm liên
tục để tính toán
a. Bản
Chiều dày h
b
=
1
l.
m

D
.Chọn D = 1 ; m = 35
Suy ra h
b
=
3000.
35
1
= 85,7 mm , chọn h
b
= 9cm
b. Dầm phụ
Nhịp dầm : l
dp
= l
2
= 650 cm : Nhịp dầm phụ (chưa phải là nhịp tính toán).
- Chiều cao h
dp
=
dp
dp
l.
m
1
; chọn m
dp
= 13
h
dp

=
13
5,6
= 0,5 m . Chọn h
dp
= 50 cm
- Bề rộng : b
dp
=(0,3÷0,5).h
dp
, chọn b
dp
= 0,4h
dp
= 20cm.
c. Dầm chính :
Bằng cách chọn tương tự như trên ta chọn được :
Nhịp dầm chính : l
dc
= 3x3 = 9 (m), Chọn m = 12 ta có :
h
dc
=
dc
l.
m
1
=
10
9

= 0.9cm. Chọn h
dc
= 90 cm.
b
dc
=(0,3÷0,5).h
dc
= (27÷45)cm. Chọn b
dc
= 30 cm.
3. Nhịp tính toán của bản
- Nhịp giữa : l = l
1
- b
dp
= 3 - 0,2 = 2,8m
- Nhịp biên : l
b
= l
1
-
2
dp
b
-
2
t
+
2
h

b
= 3 -
2
2.0
-
2
34,0
+
2
08,0
= 2,77 m
Chênh lệch giữa các nhịp :
%100.
8,2
77,28,2
−
= 1.07%
4. Tải trọng trên bản :
Hoạt tải tính toán : P
b
= 650.1,2 = 780 (kG/cm
2
)
Các lớp Tiêu chuẩn n Tính toán
-Vữa ximăng 2cm ,
0
γ
= 2000 kG /m
3
0,02.2000 = 40

- Bản bêtông cốt thép dày 9cm
0,09.2500 = 200
- Vữa trát 1cm ,
0
γ
= 1800 kG/m
2
0,01.1800 = 18
40
225
18
1,2
1,1
1,2
48
247,5
21,6
Cộng 317,1
Vậy g
b
= 320 (kG/cm
2
)
- Tải trọng toàn phần : q
b
= 780 + 320 = 1100 (kG/m
2
)
Tính toán với bản rộng b
1

= 1m , có q
b
= 1100 kG/m
5. Tính giá trị mômen
- Ở nhịp giữa và gối giữa : M
nhg
= M
g
=
16
l.q
2
b
=
16
)8,2.(1100
2
= 539 kGm
100
100
100
100
170
100
100
2500 2500 2500
770
539
539
539

539
539
770
2770 2800
2800
2800
q = 1100 kG/cm
Sơ đồ tính của bản
- Ở nhịp biên và gối thứ hai :
M
nhb
= M
gb
=
11
l.q
2
bb
=
11
)775,2.(1100
2
= 770 kGm
6. Tính cốt thép
Chọn a
0
= 1,5
⇒
h
0

= 9- 1,5 = 7,5 cm
a. Ở gối và nhịp biên
Ta có : A =
2
0n
bhR
M
=
2
)5,7.(100.90
77000
= 0,152< 0,3
⇒

γ
= 0,5(1 +
152,0.21
−
) = 0,917
Từ M =
γ
R
a
F
a
h
0

⇒
F

a
=
5,7.917,0.2100
77000
= 5,33 (cm
2
)
µ
=
100.5,10
96,3
= 0,71%( thoả mãn )
Dự kiến dùng thép
φ
8 , f
a
= 0,50 cm
2
Khoảng cách a =
a
a1
F
f.b
=
33,5
50,0.100
= 9,38 (cm)
Chọn
φ
8 , a = 9cm , F

a
= 5,5 (cm
2
)
b. Ở nhịp giữa
A =
2
0n
bhR
M
=
2
)5,7.(100.90
53900
= 0,106 < 0,3
⇒

γ
= 0,5(1 +
106,0.21
−
) = 0,943
Từ M =
γ
R
a
F
a
h
0

⇒
F
a
=
5,7.943,0.2100
53900
=3,63 cm
2
µ
=
100.5,7
63,3
= 0,48%( thoả mãn )
Dùng
φ
8 , f
a
= 0,5
Khoảng cách a =
a
a1
F
f.b
=
63,3
5,0.100
= 13,77 (cm), chọn a = 14 (cm)
Chọn
φ

8 , a = 14cm ,F
a
= 3,57cm
2
- Ở nhịp giữa và gối giữa trong vùng được phép giảm 20% cốt thép
F
a
= 0,8.3,63 = 2,904 cm
2

Tỉ lệ cốt thép
µ
=
100.5,7
904,2
= 0,39%
Chọn
φ
8 , f
a
= 0,5
Khoảng cách a =
a
a1
F
f.b
=
904,2
5,0.100
= 17,12 cm . Chọn a = 17, F

a
= 2,94cm
2

Kiểm tra chiều cao làm việc h
0
. Lấy lớp bão vệ 1 (cm), tính lại với tiết diện dùng f8
có a
0
= 1,4, h
0
=7,6(cm) xấp xỉ nhau
c. Cốt thép chịu mômen âm
g =320 < P
b
= 780 < 3g
b
= 960 , chọn v = 0,25
Nên áp dụng công thức tính đoạn thẳng từ mút cốt mủ đến mép dầm phụ :
i= v.l = 0,25.2,8 = 0,7 (m)
Khoảng cách từ mút cốt mủ đến trục dầm :

2
2,0
+ 0,7 = 0,8 (m)
Ta sử dụng cách uốn phối hợp ở nhịp và gối :
Đoạn thẳng từ điểm uốn đến mép dầm là : 1/6.l = 1/6.2,8 = 0,47 (m)
- Khoảng cách từ trục dầm phụ đến điểm uốn :
0,1 +
6

1
l = 0,1 + 0,47 = 0,57 (m)
7. Cốt thép đặt theo cấu tạo
- Cốt thép chịu mômen âm đặt theo phương vuông góc với dầm chính chọn
f8 a=25cm , diện tích trong mỗi mét của bản 2,12cm
2
> 50%F
a
= 0,5.3,57 = 1,79cm
Dùng các thanh cốt mủ ở phần bản chịu mômen âm phía trên dầm chính mà trong
tính toán ta đã bỏ qua
Chọn các thanh mủ .Khoảng cách tính đến trục dầm :
1/4.l
nhg
+
2
dc
b
= 2,8/4 + 0,15 = 0,95 (m)
Chiều dài toàn bộ đoạn thẳng : 2x95 = 190(cm) , kể đến hai móc vuông 8 (cm ), thì
chiều dài thanh này là : 190 + 2x8 = 206 (cm)
- Cốt thép bố trí phía dưới chọn
6
φ
, a = 25(cm), có diện tích 1m bề rộng là :
0,283.
25
100
= 1,132 cm
2

> 20% F
a
ở nhịp giữa và nhịp biên
+ Nhịp giữa : 20%.3,57 = 0,714 cm
2
+ Nhịp biên : 20%.5,63 = 1,126 cm
2

Trên hình vẽ thể hiện bố trí thép trên mặt cắt vuông góc với dầm phụ ở phạm vi
giữa trục 1 và 2 cũng như giữa trục 4 và 5 , mặt cắt thể hiện 3 nhịp của bản từ trục
A đến trục B . Cấu tạo từ trục 4 đến trục 5 lấy đối xứng với đoạn vẽ .
Phần các ô bản gạch xiên là được giảm 20% lượng cốt thép .
Cách bố trí cốt thép củng tương tự như từ trục 1 đến trục 2 chỉ khác là thay khoảng
cách a = 280 bằng a = 340 .
2480
3250
50
50
1370
2480
1370
50
75
470
2305
2560
75
50
50
75

75
75
1370
1370
50
75
50
50
75
1370
1370
75
120
350340
570 570
800 800 800
570
800
570
800
570
800
570
2770
2800 2800
3000 3000 3000
A B
90
Ø8a180
1

L=3900
Ø8a180
2
L=3250
3
Ø8a 180
L=1510
4
Ø8a 280
L=4075
5
Ø8a280
L=3350
2480
L=4075
Ø8a280
4
L=4075
Ø8a280
4
L=4075
Ø8a280
4
5
Ø8a280
L=3350
1
0
0
1

0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
170
4
5
6
Ø6a250 Ø6a250
66
Ø6a250
6
Ø6a250
Sơ đồ bố trí thép của sàn


III. Bố trí cốt thép dầm phụ
1. Sơ đồ tính :
Dầm phụ là dầm liên tục 4 nhịp
3000 3000

9000 9000
3x3000 3x30003000
9000
A B C D
6500 6500 6500
2
3
4 5
6500
1
950 950
410 90
900
300
500
Ø8
a250
8
a250
Ø6
9
Sơ đồ bản sàn phần gạch chéo được giảm cốt thép
Sơ đồ bố trí thép mủ trên dầm chính
Đoạn dầm phụ gối lên tường Sd = 22cm , giả thiết b
dc
= 30cm
Nhịp tính toán :
- Nhịp giữa : l = l
2
- b

dc

= 6,5 - 0,3 = 6,2 (m)
- Nhịp biên : l
b
= 6,5 +
2
22,0
- (
2
3,0
+
2
34,0
)
= 6,29m
Chênh lệch giữa các nhịp :
%100
29,6
2,629,6
−
= 1,43%
2. Tải trọng
q
d
= p
d
+ g
d

- Hoạt tải trên dầm : p
d
= 780x3 = 2340 kG/m
2673
6500
110
6500
6200
6200
6290
220
2x170
6500
300 300
930
944
1573
8871
1093013307
9068
12695
10463
9974
9974
1219
813
4066
3252
8471
8471

2440
2440
8471
7861
7861
12555
2790
2440
8471
7861
3117
407
10930
10930
- Tĩnh tải : g
d
= g
b
.l
1
+ g
0

Trong đó :
g
0
= b
dp
(h
dp

- h
b
) .2500.1,1
= 0,2(0,5 - 0,09) x2500x1,1= 226 (kG/m)
⇒
g
d
= 320x3 + 226 = 1186 (kG/m)
q
d
= 2340 +1186 = 3526 (kG/m )
Tỉ số :
d
d
g
P
=
1186
2340
= 1,97 ≈2
Tra bảng ta có : k = 0,25 các hệ số b
2
như bảng sau
3 . Nội lực :
Từ đó ta vẽ được biểu đồ mômen bằng cách sử dụng bảng tra . Tung độ hình bao
mômen : M =
β
.q
d
.l

2

+ Nhịp biên : q
d
.l
b
2
= 3526.(6,29)
2
= 139503 kGm
+ Nhịp giữa : q
d
.l
2
= 3526.(6,2)
2
= 1134689 kGm
Nhịp tiết
diện
Giá trị
β
Tung độ M ,kGm
M
max
(b
1
) M
min
(b
2

) M
max
M
min
Nhịp biên
Gối A
1
2
0,425l
3
4
0
0,065
0,090
0,091
0,075
0,020
0
9068
12555
12695
10463
2790
Gối B-TD5 -0,0715 -9974
Nhịp giữa
6
7
0.5l
8
9

0,018
0,058
0,0625
0.058
0.018
-0,033
-0,012
-0.009
-0,027
2440
7861
8471
7861
2440
-4066
-1219
-813
-3252
Gối C-TD10 -0,0625 -8471
Nhịp giữa
11
12
0.5l
13
14
0,018
0,058
0,0625
0.058
0.018

-0,025
-0,003
-0,006
-0.025
2440
7861
8471
7861
2440
-3117
-407
-407
-3117
-Mômen âm ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa một đoạn :
x = k.l
b
= 0,25x6,29 = 1,573 (m)
- Mômen dương ở nhịp biên triệt tiêu cách mép gối tựa giữa một đoạn :
Tại nhịp gữa : x
2
= 0,15l = 0,15. 6,2 = 0,930 (m)
* Lực cắt :
Q
A
= 0,4q
d
l
b
= 0,4.3526.6,29 = 8871 (kG)
Q

B
T
= 0,6q
d
.l
b
= 0,6.3526.6,29 = 13307 (kG)
Q
B
P
= 0,5q
d
.l = 0,5.3526.6,2 = 10930 (kG)
4. Tính cốt dọc
Có R
n
= 90 kG/cm
2
, R
a
= 2700 kG/cm
2

a. Với mômen âm
Tiết diện hình chữ nhật , b = 20cm , h = 50cm
Giả thiết : Gối B : a= 5 cm
⇒
h
0
= 50 - 5 = 45 (Vì khẳ năng bố trí nhiều

thép )
Gối C : a = 3,5 cm
⇒
h
0
= 50 - 3,5 = 46,5
Tại gối B : M = 997400 kGcm
A =
2
0n
bhR
M
=
2
)45.(20.90
997400
= 0,27 < 0,3
⇒

γ
= 0,5(1 +
27,021
×−
) = 0,84
Từ M =
γ
R
a
F
a

h
0

⇒
F
a
=
4584,02700
997400
××
= 9,814cm
2
µ
=
2045
814,9
×
= 1,09%( thoả mãn )
Tương tự với gối C : M=84 kGm, A = 0,23, g = 0,87, F
a
= 8.05 cm
2
, m = 0,87%.
b. Mômen dương
Nhịp giữa : a = 3,5
⇒
h
0
= 46,5
Nhịp biên : a = 5

⇒
h
0
= 45
Bề rộng của cánh tiết diện chữ T : b
c
= b + 2C
1

C
1
: Lấy giá trị nhỏ nhất trong 3 giá trị sau :
+
d
l
6
1
=
6
2,6
= 1,033 (m)
+
2
1
khoảng cách 2 mép trong của dầm phụ : 0,5.2,8 = 1,4 (m)
+ 9h
c
= 9.0,09 = 0,81 m , vì (h
c
= 9cm > 0,1 h = 5cm)

Vậy C
1
= 0,81(m)
⇒
b
c
= 20 + 2.81 = 182(cm)
Kiểm tra : M
c
= R
n
b
c
h
c
(h
0
-
2
h
c
)
= 90.182.9(45 - 4,5)