Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 1 (DHXDMT)

Trong chương 1 sinh viên đã lựa chọn giải pháp thiết kế kết cấu sàn, tùy thuộc vào từng công trình cụ thể mà có thể có các hệ kết cấu sàn riêng biệt, ở đây chỉ trình bày kết cấu sàn sườn phẳng BTCT đổ toàn khối. BỐ TRÍ HỆ DẦM SÀN Sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối được dùng rất rộng rãi trong ngành xây dựng Dân dụng Công nghiệp. Nó có những ưu điểm quan trọng như: bền vững, có độ cứng lớn, có khả năng chống cháy tốt, chống thấm tương đối tốt, thỏa mãn các yêu cầu thẩm mỹ, vệ sinh và điều kiện kinh tế. Tuy nhiên, khả năng cách âm còn hạn chế. Dựa vào mặt bằng kiến trúc, tường, vách ngăn phòng, kích thước và chức năng của các ô sàn, ta bố trí hệ dầm sàn phân chia mặt bằng sàn thành các loại ô sàn như sau. Bảng 1.1 Phân loại các ô bản cho tầng điển hình Tên ô bảng Kích thước Số ô bản Chức năng L1 L2 S1 4500 6500 2 Văn Phòng S2 4500 6500 1 Sảnh S3 2000 6500 5 Hành lang S4 3250 6500 4 Dịch vụ thương mại S5 3250 4200 2 Phòng tập thể dục S6 4500 6500 2 Kho S7 3000 4500 1 Hành lang S8 2000 3000 1 Hành lang S9 2000 2300 1 Phòng kĩ thuật S10 3250 6500 10 Bãi đậu xe S11 3250 6500 2 Phòng tập thể dục Hình 1.1 Bố trí chung công trình QUAN NIỆM TÍNH Xét sự làm việc của các ô bản Dựa vào mặt bằng bố trí hệ dầm sàn, nhận thấy các ô bản đều có liên kết ở 4 cạnh nên thuộc loại bản kê 4 cạnh. Ta lập bảng xét sự làm việc của các ô bản như sau: Bảng 1.2 Sự làm việc của các ô bản Tên ô bảng Kích thước Số ô bản Tỉ số L2L1 Loại ô bản L1 L2 S1 4500 6500 2 1.44 Chịu lực hai Phương S2 4500 6500 1 1.44 Chịu lực hai Phương S3 2000 6500 5 3.25 Chịu lực một phương S4 3250 6500 4 2.00 Chịu lực hai Phương S5 3250 4200 2 1.29 Chịu lực hai Phương S6 4500 6500 2 1.44 Chịu lực hai Phương S7 3000 4500 1 1.50 Chịu lực hai Phương S8 2000 3000 1 1.50 Chịu lực hai Phương S9 2000 2300 1 1.15 Chịu lực hai Phương S10 3250 6500 10 2.00 Chịu lực hai Phương S11 3250 6500 2 2.00 Chịu lực hai Phương Chọn sơ bộ tiết diện Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn Ô bản chịu lực 1 phương: và hb ≥ 80 đối với sàn lầu và hb ≥ 50 đối với sàn mái. Ô bản chịu lực 2 phương: và hb ≥ 80 đối với sàn lầu và hb ≥ 60 đối với sàn mái. Trong đó L1 là nhịp theo phương cạnh ngắn. Kết quả tính toán được lập thành bảng sau: Bảng 1.3 Chọn chiều dày ô sàn Vị trí Tên ô bản Kích thước Tỉ số L2L1 Loại ô bản Kết quả tính toán hb (mm) Chọn hb (mm) L1 L2 Trệt S1 4500 6500 1.44 Chịu lực hai phương 90÷112.5 100 S2 4500 6500 1.44 Chịu lực hai phương 90÷112.5 100 S3 2000 6500 3.25 Chịu lực một phương 57.1÷66.6 100 S4 3250 6500 2.0 Chịu lực hai phương 65÷81.2 100 S5 3250 4200 1.29 Chịu lực hai phương 65÷81.2 100 S6 4500 6500 1.44 Chịu lực hai phương 90÷112.5 100 S7 3000 4500 1.50 Chịu lực hai phương 60÷75 100 S8 2000 3000 1.50 Chịu lực hai phương 40÷50 100 S9 2000 2300 1.15 Chịu lực hai phương 40÷50 100 S10 3250 6500 2.00 Chịu lực hai phương 65÷81.2 100 S11 3250 6500 2.00 Chịu lực hai phương 65÷81.2 100 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm Sơ bộ chọn kích thước tiết diện dầm: Đối với dầm chính ( dầm khung): h=(112÷116)L Đối với dầm phụ ( dầm dọc ) nhiều nhịp: h=(118÷114)L Đối với dầm phụ ( dầm dọc ) một nhịp: h=(115÷110)L Đối với dầm consol: h=(18÷15)L Chọn chiều rộng dầm theo công thức: b=(13÷23)h Với b, h là bội số của 50. Thông thường: h = 200, 250, 300,.., 600, 700,.. và b = 200, 250, 300,.. Bảng 1.4 Chọn sơ bộ tiết diện dầm Vị trí Đoạn trục Nhịp dầm (mm) Kết quả tính h (mm) Chọn h (mm) Kết quả tính b (mm) Tiết diện chọn h x b (mm) TRIỆT AB 6500 406.2÷541.6 550 166.6÷333.3 500 x 300 BC 6500 406.2÷541.6 550 166.6÷333.3 500 x 300 CD 6500 406.2÷541.6 550 166.6÷333.3 500 x 300 DE 6500 406.2÷541.6 550 166.6÷333.3 500 x 300 Dầm Phụ 6500 361.1÷464.2 400 133.3÷266.6 400 x 200 Xác định liên kết chung quanh ô bản Bản sàn tầng điển hình được thiết kế đổ bê tông toàn khối, dựa vào độ cứng của sàn và dầm sàn để xét chọn liên kết. Khi : Xem bản liên kết ngàm vào dầm. Khi : Xem bản liên kết tựa vào dầm. Sàn làm việc hai phương Theo mỗi phương cắt ra dãy rộng b = 1m để tính như dầm chịu uốn có tiết diện chữ nhật ( b = 100cm và h = hb ) Nhận thấy: Các ô bản S1, S2, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11 đều có h_dh_b >3 Vậy liên kết chung quanh của các ô bản S1, S2, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11 là liên kết ngàm Tính theo ô bản số 9. Sơ đồ tính sàn làm việc 2 phương XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN Xác định tải trọng tác dụng lên 1m2 sàn gồm có: tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải Tĩnh tải tác dụng lên bản sàn gồm có: trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn, trọng lượng bản thân tường xây trên sàn quy về phân bố đều trên 1m2 sàn. Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn là tải trọng phân bố đều tác dụng lên sàn, được xác định: g_stt=∑_1n▒〖γ_i×h_i×n_i (kNm2 ) 〗 Trong đó: γ_i : Trọng lượng riêng lớp thứ i hi : Chiều dày lớp thứ ni : Hệ số độ tin cậy. Trọng lượng tường xây trên sàn được quy đổi về phân bố đều trên diện tích sàn như sau: g_stt=(nγ_kx h_t ∑▒l_t )A_sàn (kNm2 ) Trong đó: γ_kx: Trọng lượng 1m2 tường (kNm2) ht : Chiều cao mảng tường (m) lt : tổng chiều dài mảng tường (m) Asàn : diện tích ô sàn (m2) n: Hệ số vượt tải. Lấy n = 1,1. Đối với ô sàn S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11 Hình 1.2 Cấu tạo ô bản S1, S2, S3, S4, S6, S7, S8, S9, S10, S11 Bảng 1.5 Trọng lượng bản thân ô bản S1, S2, S3, S4, S6, S7, S8, S9, S10, S11 (Tĩnh tải) STT Các lớp cấu tạo γ (kNm3) h (m) n gstc(kNm2) gstt(kNm2) 1 Gạch Ceramic 20 0,01 1,1 0,2 0,22 2 Vữa lót 18 0,03 1,3 0,54 0,702 3 Sàn BTCT 25 0,1 1,1 2,5 2,75 4 Vữa trát trần 18 0,015 1,3 0,27 0,351 5 Trần nhựa + thiết bị 0,1 0,01 1,1 0,001 0,0011 Σgstt 3,511 4,024 Hoạt tải Dựa vào chức năng sử dụng của từng ô bản ta có: pstt = p c × n p (kN m2 ) Trong đó: pc : Hoạt tải tiêu chuẩn np : Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều np = 1,3 nếu pc < 2 kNm2. Bảng 1.6 Hoạt tải tác dụng lên các ô bản STT Tên ô bản Chức năng Hoạt tải np Hoạt tải pc (kNm2) pstt(kNm2) 1 S1 Văn Phòng 2 1.2 2.4 2 S2 Sảnh 3 1.2 3.6 3 S3, S7, S8 Hành Lang 3 1.2 3.6 4 S4 Dịch vụ thương mại 2 1.2 2.4 5 S5, S11 Phòng tập thể dục 4 1.2 4.8 6 S6 Kho 2.4 1.2 2.88 7 S9 Phòng kĩ thuật 3 1.2 3.6 8 S10 Bãi đậu xe 4 1.2 4.8 Bảng 1.7 Tải trọng tính toán phân bố đều trên 1m2 ô bản sàn lầu (kNm2) Tên ô bản Chức năng TLBT bản (kNm2) TL tường (kNm2) Tĩnh tải (kNm2) Hoạt tải (kNm2) S1 Văn Phòng 4.0241 0 4.0241 2.400 S2 Sảnh 4.0241 0 4.0241 3.600 S3, S7, S8 Hành Lang 4.0241 0 4.0241 3.600 S4 Dịch vụ thương mại 4.0241 0 4.0241 2.400 S5, S11 Phòng tập thể dục 4.0241 0 4.0241 4.800 S6 Kho 4.0241 0 4.0241 2.880 S9 Phòng kĩ thuật 4.0241 0 4.0241 3.600 S10 Bãi đậu xe 4.0241 0 4.0241 4.800 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC Tính theo bản sàn liên tục, nội lực được xác định theo sơ đồ đàn hồi. Bản chịu lực hai phương Các ô bản S1, S2, S4 … S6, S11, tính theo ô bản liên tục chịu lực hai phương (bản thuộc loại ô số 9). Theo mỗi phương cắt 1 dải có bề rộng b = 1m để tính. Hình 1.3 Sơ đồ tính ô sàn làm việc Mômen dương ở nhịp: Theo phương cạnh ngắn: M_1=α_01×P+α_1×P (kNm) Theo phương cạnh dài: M_2=α_02×P+α_2×P (kNm) Mômen âm ở gối: Theo phương cạnh ngắn: M_I=β_1×P(kNm) Theo phương cạnh dài: M_II=β_2×P(kNm) Trong đó: , , , tra ở ô bản loại 9 ứng với tỉ số l2l1 của ô bản xét tính. , chính là hệ số , tra ô bản loại 1 ứng với tỉ số l2l1 của ô bản xét tính. P=(g_s+P_s )×l_1×l_2 P=p_s2×l_1×l_2 P=(g_s+p_s2)×l_1×l_2 Bảng 1.8 Kết quả tính toán momen các ô sàn chịu lực 2 phương Bản chịu lực một phương Hình 1.4 Sơ đồ tính sàn làm việc một phương Các ô bản S3 sẽ được tính theo trường hợp bản 1 phương. Để đơn giản và an toàn, ta tính các ô bản một phương theo trường hợp ô bản đơn. Cắt dãy bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính. Xác định tải trọng: Xác định moment uốn: Mômen ở nhịp theo phương cạnh ngắn: M_1= (q_stt x l_12)24(kN.m) Mômen ở gối theo phương cạnh ngắn: M_I= (q_stt x l_12)12(kN.m) Kết quả tính toán ô bản một phương S5 được lập thành bảng sau: Bảng 1.9 Kết quả tính toán momen các ô sàn chịu lực 1 phương Tên ô sàn L1 (m) L2 (m) Tỷ số L1L2 qstt (kNm2) M1 (kN.m) MI (kN.m) S3 2 6.5 3.25 7.62 1.271 2.541 TÍNH TOÁN CỐT THÉP Tính thép chịu mômen cho bản theo từng dãy cắt dựa vào bài toán cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn, có tiết diện chữ nhật b = 1m và h = hb. Dựa vào cấp độ bền chịu nén của bê tông và nhóm cốt thép chịu kéo, tra bảng E2 của phụ lục E (các đại lượng dùng để tính toán theo độ bền) trong “TCVN 5574 2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế” để tìm các hệ số R, R. Vật liệu sử dụng cho tính toán sàn Bê tông cấp độ bền B25: Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 14,5 MPa = 1,45 kNcm2 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 1,05 MPa = 0,105 kNcm2 Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 30x103 MPa = 3x103 kNcm2 Thép sàn và thép đai dùng nhóm thép CB240 – T: Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: Rs = Rsc = 210 MPa = 21 kNcm2. Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 170 MPa = 17 kNcm2. Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2x105 MPa = 2x104 kNcm2. 〖 〗_R=0.8(1+ε_(s,el)ε_b2 )=0.8(1+R_s(E_s ε_b2 ))=0.8(1+21(〖2×10〗4×0,0035))=0,615 α_R=〖 〗_R (10,5〖 〗_R )=0,615(10,5×0,615)=0,426 Tính thép sàn Xét ô sàn điển hình (ô S1) Momen tại vị trí gối theo phương cạnh ngắn MI = 8,832 kNm Momen tại vị trí gối theo phương cạnh dài MII = 4,247 kNm Momen tại vị trí nhịp theo phương cạnh ngắn M1 = 5,791 kNm Momen tại vị trí nhịp theo phương cạnh dài M2 = 2,344 kNm