TÓM tắt LUẬN văn lựa chọn giải pháp hợp lý về chiều cao dầm thép trong hệ sàn nhà cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ THANH NAM LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ VỀ CHIỀU CAO DẦM THÉP TRONG HỆ SÀN NHÀ CAO TẦNG Chun ngành: Xây dựng cơng trình DD&CN Mà số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2016 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Quang Viên Phản biện 1: PGS.TS Trương Hồi Chính Phản biện 2: TS Lê Anh Tuấn Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 01 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ lĩnh vực kinh tế quốc dân, nhu cầu nhà ở, văn phòng, nhà máy cơng trình cơng cộng khác tăng lên; đòi hỏi ngành Xây dựng phải phát triển tồn diện mặt Các cơng trình xây dựng không thỏa mãn yêu cầu kiến trúc, kỹ thuật, cơng mà phải có thời gian thi công giá thành đầu tư nhỏ Trong xây dựng nhà cao tầng khối lượng tiêu tốn vật liệu công việc sàn chiếm tỷ trọng lớn tổng kinh phí xây dựng Tìm cách để giảm khối lượng sàn tiêu chí mong đợi nhà đầu tư Trọng lượng khối lượng XD tòa nhà tập trung chủ yếu sàn tầng Trong hệ kết cấu sàn giải pháp bố trí dầm chiều cao dầm yếu tố định chiều cao kiến trúc sàn Việc chọn hệ dầm hợp lý, có chiều cao dầm nhỏ, đem lại không gian sử dụng lớn cho tầng Với dầm thép tiết diện chữ I, chiều cao hmin quy định thiết kế tiết diện dầm thường lớn xuất phát từ điều kiện làm việc dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố Thực tế dầm thép khung thường liên kết cứng với nút khung dầm liên tục nhiều nhịp, kết hợp làm việc với sàn Với sơ đồ vậy, chiều cao dầm bé giá trị quy định Đề tài tìm hiểu làm việc thực tế dầm khung xem xét giải pháp có thể, nhằm giảm chiều cao dầm mà thỏa yêu cầu chịu lực cơng cơng trình N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a CHƢƠNG ĐẠI CƢƠNG VỀ DẦM, HỆ DẦM 1.1 ĐẠI CƢƠNG VỀ DẦM, HỆ DẦM 1.1.1 Phân loại dầm Dầm cấu kiện chịu uốn, cấu kiện xây dựng Nhờ chế tạo lắp dựng đơn giản (do có phân tố tạo thành), chi phí cho gia công chế tạo không lớn nên sử dụng phổ biến kết cấu cơng trình xây dựng: dầm dùng làm dầm đỡ sàn nhà; sàn công tác, đỡ mái nhà (xà gồ, dầm nóc); cầu đường sắt, cầu đường bộ; nhà công nghiệp (cầu trục, sườn tường); cửa van, cửa cống cơng trình thủy điện, thủy lợi - Theo sơ đồ chịu lực có dầm đơn giản, dầm công xôn hay dầm liên tục Trong kết cấu thép, phổ biến dầm đơn giản đặt tự (không bị ngàm) Những dầm liên tục dầm ngàm nhịp kinh tế chi phí kim loại, khác phức tạp chế tạo đặc biệt lắp ráp - Theo đặc điểm cấu tạo tiết diện, chia dầm thép làm hai loại: dầm hình dầm tổ hợp Dầm hình rẻ đơn giản cho thi công, chế tạo, lắp dựng Tuy nhiên, hạn chế kích cỡ dầm hình, nên dầm lớn thường dùng tổ hợp 1.1.2 Hệ dầm thép Việc bố trí, đặt dầm theo trật tự, quy luật đó, tạo thành hệ dầm để chịu truyền tải trọng Tuỳ theo mặt sàn cách xếp, tổ hợp dầm hệ, người ta chia hệ dầm làm ba loại: hệ dầm đơn giản, hệ dầm phổ thông, hệ dầm phức tạp 1.2 PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN DẦM THÉP THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ 1.2.1 Tính toán dầm thép theo TCVN a Thiết kế dầm thép hình Dầm hình thường sử dụng vượt nhịp nhỏ chịu tải trọng bé Thiết kế dầm hình bao gồm công việc: chọn tiết diện N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a dầm (chọn loại thép hình làm dầm), kiểm tra tiết diện chọn độ bền, kiểm tra ổn định tổng thể, cấu tạo tính tốn chi tiết dầm b Thiết kế dầm tổ hợp Dầm tổ hợp sử dụng yêu cầu chịu lực vượt khả dầm thép cán lớn Những cơng trình chịu tải trọng lớn (q > 20kN/m) vượt nhịp lớn (l >12m) sàn nhà luyện tập thể thao, giảng đường, cầu… giải pháp thường lựa chọn dầm tổ hợp Việc lựa chọn hình dạng tiết diện, kích thước thép, cấu tạo chi tiết… cần lưu ý đến tính khả thi hiệu kinh tế từ đầu giai đoạn thiết kế Thiết kế dầm tổ hợp bao gồm công việc: chọn tiết diện dầm; thay đổi tiết diện theo chiều dài dầm; kiểm tra tiết diện kiểm tra dầm theo điều kiện bền, biến dạng, ổn định; cấu tạo tính tốn chi tiết dầm 1.2.2 Tính tốn dầm thép tổ hợp theo tiêu chuẩn Mỹ AISC a Dầm cấu kiện chịu uốn - Sự làm việc dầm chịu tải - Ứng suất cho thép dầm tựa đỡ theo phương ngang - Sự oằn bên kèm xoắn - Dầm chịu cắt b Dầm tổ hợp Dầm dầm có chiều cao lớn, bụng mảnh; mảnh so với dầm thường Quy phạm AISC cho phép xét khả chịu lực sau tới hạn uốn cắt 1.2.3 Tính tốn cấu kiện chịu uốn (dầm thƣờng), theo tiêu chuẩn Anh Châu Âu Một cấu kiện chịu uốn phải thỏa mãn điều kiện chịu lực sau: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a - Tại tiết diện nguy hiểm, cần kiểm tra chịu lực kết hợp chịu mô men uốn max lực cắt tương ứng lực cắt max mô men uốn tương ứng ; - Bản bụng dầm phải thỏa điều kiện ổn định cục chịu lực tập trung; - Phải kiểm tra điều kiện oằn bên dầm, trừ cánh nén kiềm chế ngang hoàn toàn; - Phải kiểm tra độ võng lớn dầm, không vượt độ võng cho phép 1.2.4 Tính tốn dầm liên hợp thép - bê tơng theo Tiêu chuẩn châu Âu EC4 Dầm liên hợp thép bêtơng tạo dầm thép cán nóng dầm thép thép tổ hợp hàn sàn bê tông cốt thép (bình thường hay ứng suất trước) Tấm sàn liên kết với dầm thép bảng liên kết để đảm bảo làm việc đồng thời chúng Dầm liên hợp kiểm tra theo hai trạng thái giới: Trạng thái phá hỏng trạng thái sử dụng Khác với dầm bình thường, cách tính tốn dầm liên hợp phụ thuộc vào số yếu tố: loại tiết diện (chia theo độ mảnh cánh, bụng dầm thép), phương pháp thi cơng (có gối đỡ tạm hay khơng), hình thức liên kết đan với dầm thép (liên kết hồn tồn hay khơng hồn tồn), vị trí trục trung hịa tiết diện ngang a) Trường hợp tiết diện chịu mômen dương - Trường hợp — trục trung hịa nằm bêtơng Fa Fc sức bền dẻo thép hình chịu kéo bêtông chịu nén - Trường hợp — trục trung hòa qua cánh dầm thép Fc < Fa rõ ràng khoảng cách trục trung hịa dẻo z lớn chiều dày toàn đan (hc + hp) - Trường hợp — trục trung hòa qua bụng dầm thép : Fc  Fa Fa  Fc  2b f t f f y /  a trục trung hòa dẻo N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a qua bụng dầm thép b) Trường hợp tiết diện chịu mômen âm - Trường hợp — trục trung hòa nằm cánh dầm thépn khi: Fa  Fs Fa  Fs  2b f t f f y /  a - Trường hợp — trục trung hòa qua bụng khi: Fa  Fs Fa  Fs  2b f t f f y /  a 1.2.5 Nhận xét bình luận quan niệm phƣơng pháp tính toán dầm thép TCVN EC, AISC Phần mở đầu chương luận văn xác định vấn đề phương pháp luận nghiên cứu: Từ tính cấp thiết tình hình nghiên cứu ứng dụng thực tế đề tài, luận văn xác định mục tiêu nghiên cứu, đối tượng, phạm vi, giả thiết phương pháp nghiên cứu Đồng thời làm rõ vấn đề tổng quan làm việc hệ dầm thường dầm sàn LH-TBT công trình xây dựng dân dụng Kết đạt sở để thực nhiệm vụ nghiên cứu chương N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a CHƢƠNG GIẢI PHÁP GIẢM CHIỀU CAO TIẾT DIỆN DẦM THÉP 2.1 THAY ĐỔI CHIỀU CAO BỤNG DẦM 2.1.1 Thiết kế chiều cao tiết diện dầm theo TCVN Chiều cao tiết diện thông số thiết kế dầm Chiều cao tiết diện vừa phải đảm bảo yêu cầu sử dụng: dầm phải thỏa yêu cầu chịu lực, phải đủ cứng để không bị võng độ võng giới hạn; cao độ mặt trên, mặt sàn lại bị khống chế yêu cầu công nghệ, đồng thời phải thoả mãn yêu cầu kinh tế 2.1.2 Chiều cao tiết diện dầm theo Tiêu chuẩn Mỹ AISC Các tiêu chí để chọn chiều cao dầm tiêu chuẩn nước không khác với quy định TCVN Trong điều kiện sử dụng luôn quan tâm Chiều cao chọn dầm để đủ chịu lực, thỏa công tiết kiệm ; dầm có h = min, cho công tối ưu 2.2 THAY ĐỔI SƠ ĐỒ KẾT CẤU – CHIỀU CAO CỦA DẦM THÉP TRONG KHUNG Nhận thấy rằng: với nhịp tải trọng xác định muốn giảm độ võng  , giảm chiều cao dầm h=min, cần tiến hành hai cách: - Cách thứ nhất: Tăng độ cứng EI tiết diện, cụ thể cần tăng mơmen qn tính I, không tăng chiều cao tiết diện h Đối với dầm thép tiết diện chữ I, làm tăng cánh dầm theo cách rộng dày tiến hành hai Cho dù hiệu kinh tế thấp, hiệu không gian sử dụng chắn lớn - Cách thứ 2: Tìm cách giảm mơmen tác dụng, nhịp dầm, giá trị phân bố tải trọng khơng đổi Điều đạt giải pháp thay đổi liên kết dầm sàn: dầm nhịp cần liên kết cứng dầm với cột; dầm nhiều nhịp tiến N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a hành giải pháp cấu tạo gối, để dầm liên tục Với giải pháp này, mô men nhịp bé mô men nhịp dầm đơn giản Hiệu giải pháp khác phụ thuộc vào chiều dài số lượng nhịp liên tục 2.3 KẾT HỢP SỰ CÙNG LÀM VIỆC CỦA HỆ DẦM VÀ SÀN, HÌNH THÀNH KẾT CẤU DẦM LIÊN HỢP THÉP – BÊTÔNG Dầm liên hợp kiểm tra theo hai trạng thái giới: Trạng thái phá hỏng trạng thái sử dụng CHƢƠNG MỘT SỐ KHẢO SÁT BẰNG SỐ Ví dụ: Khảo sát nhà cao tầng khung thép, gồm 11 tầng: chiều cao tầng = 4,5m, tầng cịn lại = 3,3m; nhịp, bước khung hình vẽ Dầm phụ thép định hình IPE100 đến IPE180, đặt trực tiếp lên dầm Bản sàn Cemboard bê tông cốt thép Sàn chịu hoạt tải tiêu chuẩn psc = 440 daN/m2 Vật liệu thép CCT38, có cường độ tính tốn chịu kéo f =2300 daN/cm2; cường độ chịu cắt fv =1325 daN/cm2, E=2,1x106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc kết cấu γc =1.0 Độ võng tương đối cho phép dầm phụ  / L =1/250, dầm  / L =1/400 A B C D E F G H Hình 3.1 Mặt sàn cơng tác N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a Hình 3.2 Sơ đồ tính khung khơng gian 3.1 CHỌN KÍCH THƢỚC HÌNH HỌC CỦA KHUNG NHÀ Để xác định đước nội lực dầm có moment lực cắt lớn nhất, ta lập sơ đồ chọn hình thức, kích thước tiết diện cột, dầm thép; sử dụng phần mềm SAP 2000 để tính trọng lượng thân tịa nhà, xuất moment lực cắt dầm có giá trị lớn để tính tốn N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 10 400 430 400 15 15 370 15 20 20 15 t=10 mm 2PL430*20 430 470 20 20 460 2PL460*20 2PL400*20 2PL430*20 B A SCALE 1:20 SCALE 1:20 340 370 340 15 15 15 370 t=10 mm 2PL370*20 20 20 410 20 t=10 mm 2PL400*20 400 440 310 20 15 2PL340*20 2PL370*20 C D SCALE 1:20 SCALE 1:20 310 280 280 15 15 250 15 320 t=8 mm 2PL320*15 20 15 340 t=10 mm 2PL340*20 350 15 20 15 2PL280*15 2PL310*20 F E SCALE 1:20 SCALE 1:20 250 220 15 220 15 190 15 260 290 t=8 mm 2PL260*15 15 15 290 t=8 mm 2PL290*15 15 15 15 320 380 500 t=10 mm 2PL220*15 2PL250*15 H G SCALE 1:20 SCALE 1:20 Hình 3.4 Tiết diện cột thép N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 11 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B A C B2 B2 B2 B2 B2 B2 D B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 E F B2 G H Hình 3.5 Sơ đồ bố trí dầm thép tầng 1;2 B3 B2 B3 B2 B3 B2 B2 B2 A B2 B2 B2 B2 B2 E B2 B3 B2 B3 F B2 B3 B3 B3 D B2 B2 B2 B3 B3 B3 B3 C B2 B3 B3 B3 B3 B B2 B2 B2 B3 B3 B3 B3 B2 B3 B3 B3 B2 B3 G H Hình 3.6 Sơ đồ bố trí dầm thép tầng 3;4 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 12 B4 B3 B4 B3 B4 B3 B3 B3 C B3 E B3 B4 B4 B3 B4 D B4 B3 B4 B4 B3 B4 B3 B3 B4 B3 B4 B4 B4 B4 B3 B3 B3 B3 B A B3 B3 B3 B4 B4 B4 B4 B3 B4 B4 B4 B3 B4 F B4 G H Hình 3.7 Sơ đồ bố trí dầm thép tầng 5;6;7 B6 B5 B6 B5 B6 B5 B5 B5 A B5 B5 B5 B5 B5 E B5 B6 B5 B6 F B5 B6 B6 B6 D B5 B5 B5 B6 B6 B6 B6 C B5 B6 B6 B6 B6 B B5 B5 B5 B6 B6 B6 B6 B5 B6 B6 B6 B5 B6 G H Hình 3.8 Sơ đồ bố trí dầm thép tầng 8;9;10;11 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 13 PL 250*20 250 PL 200*20 200 PL 200*20 20 20 20 200 t=8 mm t=8 mm 260 PL 310*10 PL 260*10 20 20 20 310 310 t=8 mm PL 310*10 B2 B1 PL 150*20 SCALE 1:10 PL 150*12 276 276 20 12 PL 276*8 B4 PL 276*8 12 260 20 t=6 mm t=6 mm t=8 mm PL 260*10 PL 120*12 120 12 150 12 150 B3 SCALE 1:10 SCALE 1:10 B6 B5 SCALE 1:10 SCALE 1:10 SCALE 1:10 Hình 3.9 Tiết diện dầm thép 3.2 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 3.2.1 Tải trọng tĩnh Theo cấu tạo thân tòa nhà, Máy tự động tính tốn thành phần 3.2.2 Tải trọng gió Theo TCVN 2737 : 1995 thành phần động tải trọng gió phải kể đến tính tốn cơng trìng tháp trụ, nhà nhiều tầng cao 40m tỉ số độ cao bề rộng H/B > 1,5 Bảng 3.1 Bảng tổng hợp hành phần tĩnh áp lực gió theo phương X Tầng Đ cao Hệ số k bX (m) Gió WX (Kg/m) bX (m) Gió WX (Kg/m) 4,5 0,8600 4,9 673 2,45 336 7,8 0,9472 4,9 741 2,45 370 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 14 Tầng Đ cao Hệ số k bX (m) Gió WX (Kg/m) bX (m) Gió WX (Kg/m) 11,1 1,0176 4,9 796 2,45 398 14,4 1,0704 4,9 837 2,45 419 17,7 1,1070 4,9 866 2,45 433 21,0 1,1390 4,9 891 2,45 445 24,3 1,1687 4,9 914 2,45 457 27,6 1,1984 4,9 937 2,45 469 30,9 1,2344 4,9 965 2,45 483 10 34,2 1,2872 4,9 1.007 2,45 503 11 37,5 1,3400 4,9 1.048 2,45 524 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp hành phần tĩnh áp lực gió theo phương Y bY (m) Gió WY bY WY bY WY bY WY bY WY (Kg/m) 4,50 618 5,25 721 2,25 309 1,80 247 4,05 556 4,50 680 5,25 794 2,25 340 1,80 272 4,05 612 4,50 731 5,25 853 2,25 365 1,80 292 4,05 658 4,50 769 5,25 897 2,25 384 1,80 308 4,05 692 4,50 795 5,25 928 2,25 398 1,80 318 4,05 716 4,50 818 5,25 954 2,25 409 1,80 327 4,05 736 4,50 839 5,25 979 2,25 420 1,80 336 4,05 755 4,50 861 5,25 1.004 2,25 430 1,80 344 4,05 775 4,50 887 5,25 1.034 2,25 443 1,80 355 4,05 798 4,50 924 5,25 1.079 2,25 462 1,80 370 4,05 832 4,50 962 5,25 1.123 2,25 481 1,80 385 4,05 866 N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 15 3.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ VỀ CHIỀU CAO DẦM THÉP 3.3.1 Phƣơng án sử dụng dầm thép sàn Cemboard Bản sàn Cemboard (gồm: Smartboard dày 16mm mặt bố trí lưới thép tơ tường cán vữa dày 4cm, lót gạch men, tựa lên đà phụ vuông 6cm dày 1,4mm, khoảng cách 60cm) tương đương với trọng lượng sàn bê tông cốt thép dày 6cm - Sơ đồ dầm liên kết cứng với cột làm việc khung Dùng phần mềm giải khung: biểu đồ mơmen lực cắt có kết hình vẽ - Do tải trọng dầm phụ ô sàn 6m tác dụng khung trục D có thay đổi tiết diện lớn nhất, nên ta chọn khung trục D để tính tốn a Tính tốn dầm chính: - Nội lực tính tốn Mmax = 2235697 daNcm; Nmax = 2233,56 daN; Qmax = 12626,87 daN - Tiết diện dầm B2: I350x200x20x10 Ta có:  A  A f  Aw  2b f t f  h1t w  Af  b f t f  Aw  h1t w Sx  bf t f  S xc  b f t f Ix  t w h13 12 I y  tw h1 12 t h2 h2  w h2  b f t 3f h2  2  bf t f  12  bf t f      N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 16 uốn:  x  Kiểm tra độ bền theo điều kiện chịu N M   f  c A Wx - Kiểm tra bền theo điều kiện chịu cắt:   VS  f v c I xtw - Kiểm tra tiết diện chịu đồng thời Mômen lực cắt 1  VS f M ho M h  2t f  ( );  Wx h Wx h I xtw   tđ   12  3 12  1.15 f  c - Kiểm tra độ võng I xyc  5.M l  2235697  4902   21735,94cm4 48.E.   48  2,110 1, 225 Wxyc  M 2235697   972, 04cm3 f  c 2300 1 với [/l] = 1/400; l= 4,9m; [] = 1,225cm So sánh, ta thấy Ix, Wx tiết diện lớn giá trị I xyc ,Wxyc tương ứng Do đó, dầm thoả mãn điều kiện võng - Kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục Ta có:  cb  F  f c tw * lz - Kiểm tra điều kiện bền chịu thời mômen M, lực cắt V, lực tập trung F  td     c2   c  3  1,15 f  c Trong đó:   VS f M  y ;  I xt f Ix - Kiểm tra ổn định cục cánh bụng dầm: Ta có: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 17 b0 E  tf f ; hw E  3, tw f hw E  5,5 tw f hw E  2,5 tw f b Tính tốn dầm phụ dài 6m: Mmax = 297284 daNcm; Nmax = 8,43 daN; Qmax = 2002,3 daN * Bảng tổng hợp kiểm tra điều kiện theo trạng thái giới hạn Các điều kiện kiểm tra STT Tiết diện (cm ) Kiểm tra bền theo điều kiện chịu uốn (daN/cm2) Kiểm tra bền theo điều kiện chịu cắt (daN/cm2) Kiểm tra tiết diện chịu đồng thời Mômen lực cắt (daN/cm2) Kiểm tra độ võng (cm4) Kiểm tra ổn định cục cánh bụng dầm 23,25 2.103,09 2.185,00 Thỏa 238,80 1.258,75 Thỏa 975,80 2.512,75 Thỏa 1.272,45 1.012 Thỏa 16,4 75,54 Thỏa 3.3.2 Phƣơng án sử dụng dầm thép sàn Cemboard (tăng chiều dày cánh dầm thép để tiết điện có Ix lớn hơn): Thay đổi hình dạng tiết diện dầm cách thay đổi cánh có chiều dày lớn để tiết diện có Ix lớn hơn, bước tính tốn tương tự, ta bảng tổng hợp sau: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 18 TT Các điều kiện kiểm tra Giảm chiều cao dầm, tăng bề rộng cánh I350x200x20x10 I320x230x20x8 I300x360x14x8 111,00 114,40 122,56 Diện tích A (cm ) Kiểm tra bền theo điều kiện chịu uốn (daN/cm2) Kiểm tra bền theo điều kiện chịu cắt (daN/cm2) Kiểm tra tiết diện chịu đồng thời Mômen lực cắt (daN/cm2) Kiểm tra độ võng (cm4) Kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục (daN/cm2) Kiểm tra điều kiện bền chịu thời mômen M, lực cắt V, lực tập trung F (daN/cm2) Kiểm tra ổn định cục cánh bụng dầm 1630,90 2185,00 Thỏa 1631,27 2185,00 Thỏa 1544,60 2185,00 Thỏa 405,55 1258,75 Thỏa 546,46 1258,75 Thỏa 570,91 1258,75 Thỏa 1467,40 2512,75 Thỏa 1493,20 2512,75 Thỏa 1477,60 2512,75 Thỏa 24289,25 21735,94 Thỏa 22194,13 21735,94 Thỏa 21970,63 21735,94 Thỏa 107,30 1258,75 Thỏa 119,20 1258,75 Thỏa 82,90 1258,75 Thỏa 1407,89 2512,75 Thỏa 1396,62 2512,75 Thỏa 1438,73 2512,75 Thỏa 31,00 96,70 Thỏa 35,00 96,70 Thỏa 34,00 96,70 Thỏa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 19 3.3.3 Phƣơng án sử dụng dầm liên hợp thép - bê tông Bản sàn bê tông cốt thép, cấp độ bền B15, dày 10cm liên kết với dầm phụ truyền tải vào dầm theo tải tập trung a Tính tốn dầm phụ dài 6m * Nội lực tính tốn Mmax = 297284 daNcm ; Nmax = 8,43 daN ; Qmax = 2002,3 daN - Tính tốn mômen bền (uốn dương) 6000  1500mm 0,85  fck /  c  be xc  Aa f y /  a  0,85  25 /1,51500 xc  2750  230 be   Vậy, xc = 29,76mm, xc < hc Momen bền dẻo tính hp  M pl Rd  ( Aa f y /  a )(ha /  hc  xc / 2)  (2750  230)(100  100  29,76 / 2) M pl Rd  117086912 N mm  1170869,12Kg.cm - Tính tốn hoạt tải lớn (kiểm tra trạng thái giới hạn 1) Ta có: Vpl Rd  Av ( f y / 3) /  a  1,04hwtw ( f y / 3) /  a N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 20 Vpl Rd  1,04 183  5,6  230 /  141527,12 N  14152,7 Kg Vpl Rd  14152,7 Kg  2002,3 Kg Hơn nữa, nguy bi vênh lực cắt bị loại bỏ độ mảnh bụng (chiều cao 183mm phần thẳng) là: d 183   32, 68  69  tw 1 5, - Xác định hoạt tải sử dụng (kiểm tra trạng trạng thái giới hạn sử dụng) Mô đun đàn hồi bê tông là: n"  Ea / Ec'  2Ea / Ecm   210 / 30,5  13,8 Diện tích tương đương tiết diện tổ hợp là: Aeq  Aa  Ab / n"  2750  (1500 100) /13,8  13619,56mm2 Và trục trung hòa đàn hồi qua độ cao y bên trọng tâm Ga thép hình là: Ab / n"  hc (1500 100) /13,8 200  100 y     119,71mm Aeq 13619,56 Tính mơmen qn tính hình học tiết diện tổ hợp: Ib h  h   Aeq y  a c  y  " n   1500  100 I  1845,59 104   13619,56 119,  21463 104 mm4 13,8 I  Ia  Độ võng trạng thái giới hạn sử dụng là: 5.M l  297284000  60002   23, 73mm 48.E.I 48  210 103  21463 104 L L  Vây:   253 250 I xyc  d Thiết kế liên kết PRd  min( PRd(1) , PRd(2) )  7313,3Kg N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 21 Với: PRd(1)  0,8 fu PRd(2) d2 /  v  0,8  450   192 /1, 25  8165, Kg 4  0, 29 d fck Ecm /  v  0, 29 1192 25  30500 /1, 25  7313,3Kg Vlf  Aa f y a N  Nf   2750  230  632500N = 63250Kg Vlf PRd  63250  8,65 7313,3 Lấy N = liên kết (có nghĩa 18 liên kết nhịp dầm) b Tính tốn dầm - Nội lực tính tốn Mmax = 2328676 daNcm ; Nmax = 2199,07 daN ; Qmax = 13208,24 daN - Tiết diện dầm B2: I350x200x20x10 Các bước kiểm tra thực tương tư mục 3.3.1.1, ta bảng tổng hợp năm 3.3.4 3.3.4 Phƣơng án sử dụng dầm liên hợp thép - bê tông (tăng chiều dày cánh dầm thép để tiết điện có Ix lớn hơn): Thay đổi hình dạng tiết diện dầm cách thay đổi cánh có chiều dày lớn để tiết diện có Ix lớn hơn, bước tính tốn tương tự, ta bảng tổng hợp sau: N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 22 TT Các điều kiện kiểm tra Giảm chiều cao dầm, tăng bề rộng cánh I350x200x20x10 I320x300x16x8 I300x405x13x6 111,00 119,04 121,74 Diện tích A (cm ) Kiểm tra bền theo điều kiện chịu uốn (daN/cm2) Kiểm tra bền theo điều kiện chịu cắt (daN/cm2) Kiểm tra tiết diện chịu đồng thời Mômen lực cắt (daN/cm2) Kiểm tra độ võng (cm4) Kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục (daN/cm2) Kiểm tra điều kiện bền chịu thời mômen M, lực cắt V, lực tập trung F (daN/cm2) Kiểm tra ổn định cục cánh bụng dầm 1.697,58 2.185,00 Thỏa 1.697,58 2.185,00 Thỏa 1.697,58 2.185,00 Thỏa 424,23 1.258,75 Thỏa 424,23 1.258,75 Thỏa 424,23 1.258,75 Thỏa 1.528,70 2.512,75 Thỏa 1.528,70 2.512,75 Thỏa 1.528,70 2.512,75 Thỏa 24.289,25 22.639,91 Thỏa 24.289,25 22.639,91 Thỏa 24.289,25 22.639,91 Thỏa 107,30 1.258,75 Thỏa 107,30 1.258,75 Thỏa 107,30 1.258,75 Thỏa 1.468,66 2.512,75 Thỏa 1.468,66 2.512,75 Thỏa 1.468,66 2.512,75 Thỏa 31,00 96,70 Thỏa 31,00 96,70 Thỏa 31,00 96,70 Thỏa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 23 3.4 NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH TỐN Qua ví dụ trên, lập bảng so sánh giá trị sau: S T T Phƣơng án Tiết diện sàn (cm) Tiết diện dầm thép (cm) Phương án sử dụng dầm thép sàn Cemboard 490x600 x6 I35x20x2 x1 Phương án sử dụng dầm thép sàn Cemboard (tăng chiều dày cánh dầm thép để tiết điện có Ix lớn hơn) Phương án sử dụng dầm liên hợp thép - bê tông Phương án sử dụng dầm liên hợp thép - bê tông (tăng chiều dày cánh dầm thép để tiết điện có Ix lớn hơn) Trọng lƣợng (Kg) Nhận xét 871,35 Thời gian thi công nhanh, tải trọng thân sàn nhẹ 490x600 x6 I30x36x1 ,4x0,8 962,1 Thời gian thi công nhanh, tải trọng thân sàn nhẹ, giảm chiều cao dầm 490x600 x10 I35x20x2 x1 871,35 Thời gian thi công lâu, tải trọng thân sàn nặng 955,66 Thời gian thi công lâu, tải trọng thân sàn nặng, giảm chiều cao dầm 490x600 x10 I30x40,5 x1,3x0,6 Dựa vào bảng so sánh cho thấy rằng: - Phương án tăng chiều dày cánh cho chiều cao dầm bé so với phương án truyền thống; - Phương án thay đổi kết cấu dầm sàn Cemboard thoả mãn yêu cầu hạn chế chiều cao tiết diện dầm, lại cho trọng lượng dầm bé nhất: hd = 30 ÷ 35cm N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận, kiến nghị Từ nghiên cứu khảo sát đây, đưa kết luận sau: - Việc khống chế chiều cao dầm việc tùy thuộc an tồn kết cấu cịn tùy thuộc vào yêu cầu kiến trúc điều kiện giảm chi phí thép Do vậy, tùy vào điều kiện cụ thể mà lựa chọn áp dụng phương án để giảm chiều cao dầm cách hợp lý: thay đổi cấu tạo tiết diện hay thay đổi sơ đồ kết cấu? - Phương án sử dụng dầm thép sàn Cemboard có trọng lượng nhẹ, chi phí ngun vật liệu, thời gian thi cơng chi phí nhân cơng thấp so với dầm liên hợp thép - bê tông Trong trường hợp cần giảm chiều cao cho dầm liên tục nhà cao tầng giải pháp đơn giản tăng bề rộng cánh tăng bề dày cánh, tiến hành đồng thời hai Những vấn đề luận văn chƣa giải đƣợc Do thời gian, quy cách nhiều hạn chế khác, luận văn chưa thể giải vấn đề sau: - Luận văn giải toán dầm chịu tải trọng tĩnh; chưa thể quan tâm đến toán với dầm tải trọng động; - Vì mong muốn tính đến khả áp dụng VN muốn tính tốn theo TCVN nên luận văn giải tốn có với dầm thép tổ hợp hàn, tiết diện đặc; Với dầm có tiết diện mảnh, đại lượng khác - Luận văn giả thiết điều kiện tựa gối dầm ngàm tuyệt đối Thực tế cấu tạo chịu lực dầm khung không ―lý tưởng‖ vậy, mà nút khung làm việc theo ―nửa cứng‖ - Kết luận văn tính theo sơ đồ ban đầu, thực tế chịu lực, trục dầm có bị võng, nút khung có chuyển vị ngang … , sơ đồ thực có sai khác so với sơ đồ ban đầu Tuy nhiên, kết coi biến dạng hệ bé N CHAT LUONG download : add luanvanchat@a ... khối lượng XD tòa nhà tập trung chủ yếu sàn tầng Trong hệ kết cấu sàn giải pháp bố trí dầm chiều cao dầm yếu tố định chiều cao kiến trúc sàn Việc chọn hệ dầm hợp lý, có chiều cao dầm nhỏ, đem lại... luanvanchat@a CHƢƠNG GIẢI PHÁP GIẢM CHIỀU CAO TIẾT DIỆN DẦM THÉP 2.1 THAY ĐỔI CHIỀU CAO BỤNG DẦM 2.1.1 Thiết kế chiều cao tiết diện dầm theo TCVN Chiều cao tiết diện thông số thiết kế dầm Chiều cao tiết... luanvanchat@a 15 3.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ VỀ CHIỀU CAO DẦM THÉP 3.3.1 Phƣơng án sử dụng dầm thép sàn Cemboard Bản sàn Cemboard (gồm: Smartboard dày 16mm mặt bố trí lưới thép tơ tường cán vữa