Tính toán sàn - đồ án tốt nghiệp

CH B TRÍ H L NG 1: TÍNH TỐN SÀN ID M: i D a vào b n v ki n trúc + h l i c t B b trí h l i d m theo yêu c u: - m b o tính m thu t m b o tính h p lý v m t k t c u: d m nên b trí cho “nhanh” truy n l c xu ng t, không nên r i r m v m t k t c u (VD: D m D1 gác lên d m D2; d m D2 gác lên d m khung DK; … ) - Kích th c sàn khơng nh c ng không l n (tr tr ng h p yêu c u v ki n trúc ph i thi t k ô sàn l n) c chia thành ô sàn Ta quan ni m ô sàn i V i h l i d m ã b trí, m t b ng sàn làm vi c c l p v i nhau: t i tr ng tác d ng lên ô sàn không gây n i l c ô sàn lân c n (quan ni m khơng c xác nh ng c áp d ng cách tính n gi n, n u khơng: c n tính t h p n i l c sàn - xem thêm giáo trình KC BTCT) Vì quan ni m r ng ô sàn làm vi c c l p nên ta xét riêng t ng sàn tính i Ti n hành ánh s th t ô sàn ti n tính tốn (các sàn lo i: kích th c; t i tr ng, s liên k t ánh s trùng nhau) Các s tính tốn sàn xem giáo trình KCBTCT trang 327 XÁC NH T I TR NG TÁC D NG LÊN SÀN : 2.1 T nh t i : D a vào c u t o ki n trúc m t c t sàn B xác nh t nh t i tác d ng lên sàn i S b ch n chi u dày b n sàn: hb ã D l m hb: l y ch n cm + B n lo i d m: m = 30 h 35 + B n kê c nh: m = 40 h 45 + B n console: m = 10 h 18 D = 0,8 h 1,4 ph thu c t i tr ng, t i tr ng l n l y D l n l = l1: kích th c c nh ng n c a b n i Tr ng l ng riêng v t li u: l y theo th c t ho c s tay k t c u VD: BTCT: ¹ = 25 KN/m3 V a XM: ¹ = 16 KN/m3 G ch hoa XM ( 200l200l20 ): 0,45 KN/m2 G ch men l y ¹ = 22 KN/m3 ho c 0,17 KN/m2 Kh i xây g ch c: ¹ = 18 KN/m3 Kh i xây g ch ng: ¹ = 15 KN/m3 BT g ch v : ¹ = 16 KN/m3 C a kính khung g : 0,25 KN/m2 C a kính khung thép: 0,4 KN/m2 Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 1/12 C a kính khung nhơm: 0,15 KN/m2 mài : ¹ = 20 KN/m3 i H s v i Xác t t i n: Tra b ng trang 10 TCVN 2737 - 1995 nh t i tr ng: g = ; n.ạ ẳ n:h s v t t i ¹ : tr ng l ng riêng ( n v KN/m2 ) ¼ : chi u dày l p v t li u Tr ng h p có t (KN/m2), di n tích t ng ho c c a xây tr c ti p sàn B tính t i tr ng ng, di n tích c a B t ng tr ng l ng c a t nv c at ng ng + c a Sau ó chia cho di n tích sàn B g phân b (xem g n úng phân b u tồn sàn) 2.2 Ho t t i: L y theo TCVN 2737 - 1995 (B ng trang 12) H s v t t i n l y theo m c 4.3.3 trang 15 - TCVN 2737 - 1995 Xem thêm m c 4.4 trang 16 xác nh cơng trình có thu c m c hay không? Ho t t i ký hi u là: p (kN/m2) XÁC NH N I L C : i N i l c sàn c xác nh theo s ÀN H I ( khác v i án BTCT1 ) i G i l1: kích th c c nh ng n c a sàn l2: kích th c c nh dài c a ô sàn (Do s àn h i nên kích th c l y theo tim d m) i D a vào t s l2/l1 ng i ta phân lo i b n sàn : + l2/l1 } : sàn làm vi c theo ph ng B sàn b n kê c nh + l2/l1 > : sàn làm vi c theo ph ng B sàn b n d m i D a vào liên k t sàn v i d m: có lo i liên k t liªn kÕt gèi Có nhi u quan ni m v kiên k t sàn v i d m: + Quan ni m 1: N u sàn liên k t v i d m biên xem tù ó liên k t kh p N u sàn liên k t v i d m gi a xem liên k t ngàm, n u d i sàn khơng có d m xem t liªn kÕt ngµm + Quan ni m 2: N u d m biên mà d m khung xem ngàm, d m ph (d m d c) xem kh p Các d m gi a xem liên k t ngàm + Quan ni m 3: D m biên xem kh p hay ngàm ph thu c vào t s c ng c a sàn d m biên N u d m biên c ng B liên k t ngàm, n u không c ng B liên k t kh p Các quan ni m c ng ch g n úng th c t liên k t sàn vào d m liên k t có c ng h u h n (mà kh p có c ng = 0, ngàm có c ng = {), c n tính xác ph i dùng s tính g m c sàn d m liên k t v i Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 2/12 N u thiên v an toàn: quan ni m sàn liên k t vào d m biên liên k t kh p xác nh n i l c sàn Khi b trí thép dùng thép t i biên ngàm i di n b trí cho biên kh p Tính n i l c xem biên kh p: M biên = VD: B trí c t thép: dùng c t thép biên ngàm b trí 3.1 Xác nh n i l c sàn b n d m : C t d i b n r ng 1m theo ph ng c nh ng n (vng góc c nh dài) xem nh d m B T i tr ng phân b u tác d ng lên d m: q = (p + g) * 1m (KN/m) tính i v i d m : Tu liên k t c nh b n mà có s (a) (b) q (c) q q 1 ql M = max 1m 2 3/8 - ql M = - ql M = 12 - ql M = 12 2 M max 3.2.Xác = 9ql1 128 M max = ql1 24 nh n i l c sàn b n kê c nh : D a vào liên k t c nh b n B có s S Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN : S Trang 3/12 S S S S S S S Xét t ng ô b n: Có moment M1 MI' MII Momen theo ph M2 MI MII' ng c nh ng n Momen theo ph ng c nh dài i M1, MI, MI’ : dùng tính c t thép t d c c nh ng n (MI’ = n u biên kh p, MI’ = MI n u biên ngàm) i M2, MII, MII’ : dùng tính c t thép t d c c nh dài (MII’ = n u biên kh p, MII’ = MII n u biên ngàm) Dùn g MII' để tính Dùng MI để tính Dùng MI' để tính Dù ng M2 để tính Dù ng M1 để tính Dùng MII để tính Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 4/12 V i M1 = ¿1 (g + p).l1.l2 MI = -¾1 (g + p).l1.l2 M2 = ¿2 (g + p).l1.l2 MII = -¾2 (g + p).l1.l2 ( n v c a Moment : kN.m/m ) ¿1, ¿2, ¾1, ¾2 : h s ph thu c s liên k t biên t s l1/l2, xác nh b ng cách tra Ph l c c a giáo trình KCBTCT ho c s tay k t c u, n u l1/l2 s l c n ph i n i suy VD: l1/l2 = 1,78 n i suy t giá tr l1/l2 = 1,75 l1/l2 = 1,8 TÍNH TỐN C T THÉP : - Tính thép b n nh c u ki n ch u u n có b r ng b = 1m = 1000mm, chi u cao h = chi u dày sàn (mm) ( i n v M t KN.mr N.mm : nhân v i 1’000’000 ) - Xác nh ¿ M ã M ( ki m tra i u ki n ¿M } ¿R ) Rb b.ho2 N u ¿M > ¿R: t ng chi u dày ho c t ng c p b n bê tông + Rb: c ng ch u nén c a bê tơng, tra Ph l c c a giáo trình KCBTCT, ph thu c c p b n bê tông, n v MPa (#N/mm2) + ho: chi u cao tính tốn c a ti t di n (mm) ho = h – a (xem m c 5.1 bên d i) + ¿R: xác nh b ng cách tra Ph l c c a giáo trình KCBTCT ph thu c nhóm c t thép c p b n bê tông, ng v i ¹b2 = - Sau tính ¿M tho mãn ¿M } ¿R: õ ó 2.¿ M M B ASTT ã (mm2) ¦ RS ho B¦ ã ch u kéo c a c t thép, tra Ph l c c a giáo trình KCBTCT, ph + RS: c ng thu c nhóm thép, n v MPa (#N/mm2) Xác nh di n tích c t thép t ng ng v i n i l c t i g i nh p c a ô sàn VD: dùng M1 tính B AS1 1m dùng M2 tính B AS2 Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN diện tích thép AaS11 1m = F Trang 5/12 1m FaS22 A - Di n tích c t thép ASTT c xác nh xem nh b trí cho m chi u dài b n Khi thi t ng kính tính tốn kho ng cách thép Ch n k c t thép sàn ta th ng ch n ng kính thép: ch n Ø6; 8; 10; … ng th i th a mãn i u ki n Ø h/10 T ASTT a ng th c : ã TTs 1000mm s + aS: di n tích thép (mm2) + sTT: kho ng cách c t thép theo tính tốn (mm) B sTT ã - Tính hàm l - Trong sàn aS 1000 ASTT ASTT ng c t thép : ³ % ã 100% 1000.ho = 0,3% h 0,9% h p lý > = 0,05% (th ng l y = 0,1% ) - Vi c b trí c t thép c n ph i ph i h p c t thép gi a ô sàn v i nhau, kho ng cách c t thép b trí sBT } sTT Tính l i di n tích c t thép b trí AS theo kho ng cách sBT: aS 1000 s BT - K t qu tính tốn n i l c thép sàn nên l p thành b ng ti n theo dõi, ki m tra YÊU C U C U T O SÀN : 5.1.Kho ng cách l p b o v : abv = kho ng cách t mép BT n áy c t thép ASb abv = 10 mm abv = 15 mm trí ã i v i h } 100 mm i v i h > 100 mm B Kho ng cách t mép bêtông a ã abv õ n tr ng tâm c t thép a: d (đường kính lớp trên) d d1 ho c a ã abv õ d1 õ 2 d (đường kính lớp trên) Chú ý : i v i c t thép ch u momen d ng a c a ph ng khác Do momen theo ph ng c nh ng n th ng l n h n momen theo ph ng c nh dài nên ng i ta th ng t thép c nh ng n n m d i t ng ho 5.2.Kho ng cách c a c t thép : - Kho ng cách gi a c t thép ch u l c a = 70 h 200 mm - Khi chi u dày b n h m 80mm nên dùng thép u n o o t xen k nhau, i m u n cách mép g i = l/6, góc u n = 30 h } 100mm, = 45 h > 100mm ( i u không Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 6/12 b t bu c) S thép sau u n thanh/1m dài - C t thép phân b (c t thép c neo vào g i m t theo ph AS gi a nh p không h n 3 ng c nh dài i v i sàn b n d m) khơng h n 10% c t ch u l c n u l2/l1 m 3; khơng h n 20% c t ch u l c n u l2/l1 < Kho ng cách } 350mm, ng kính c t thép phân b } ng kính c t thép ch u l c C t phân b có tác d ng : + Ch ng n t bêtông co ngót +C nh c t ch u l c + Truy n t i sang vùng xung quanh tránh t p trung ng su t + Ch u ng su t nhi t + C n tr s m r ng khe n t 5.3 Chi u dài thép m : l1/4 l1/4 l1 T i vùng giao ti t ki m có th nh ng khơng h n thanh/1m dài ( t 50% AS c a m i ph ng an tồn khơng áp d ng) 5.4 Ph i h p c t thép : Do quan ni m tính tốn sàn c l p ( i u ã trình bày trên) nên th ng x y hi n t ng: t i bên c a d m, sàn có moment g i khác VD: (1) (2) MII(1) : momen g i c a ô (1) M M II II (2) (1) (2) MII : momen g i c a ô (2) MII(1) g MII(2) (3) (4) i u không úng v i th c t d m có kh n ng b xo n ó phân ph i l i moment sàn, nên momen hai ô sàn hai bên d m th ng = S d k t qu momen ó khơng b ng quan ni m tính tốn ch a xác (th c t ô sàn không c l p nhau, t i tr ng tác d ng lên ô có th gây n i l c ô khác) Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 7/12 (1) M II (2) M II Bi u moment theo quan ni m tính tốn Bi u moment th c t n gi n thiên v an toàn ta l y momen l n nh t b trí c t thép cho c bên g i VD: a º a º º B B trí 3000 (1) (2) (1) 3000 VÍ D : Tính tốn n i l c b trí c t thép sàn 6.1.M t b ng sàn : Ô1, 2, 3, : phịng h c Ơ5 : hành lang (3) (4) (3) 1500 i v i c t thép ch u moment d ng khơng nh t thi t ph i th c hi n nh trên, nh ng có th thu n ti n thi cơng ta b trí c t thép sàn lân c n m t lo i thép n u di n tích c t thép tính tốn ô sàn ó chênh l ch không nhi u (5) (5) (5) 4000 4000 4000 6.2.M t c t c u t o sàn: S b ch n chi u dày sàn phòng h c: hã D ll ã l ã 0,075 m 40 m B ch n hb = 80mm Sàn hành lang có th ch n chi u dày nh h n nh ng thu n ti n thi công ta c ng ch n hb = 80mm Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 8/12 - gạch ceramic - vữa xm lót dày 20, mác 50 - sàn btct dày 80, mác 200 - vữa xm trát trần dày 15, mác 50 6.3.Xác nh t i tr ng : 6.3.1 T nh t i : ( c a sàn phịng h c, ô sàn hành lang) Ch.dày gtc H s gtt Tr.l ng riêng (KN/m3) (KN/m2) v t t i n (KN/m2) (m) 1,1 0,187 0,17 16 0,32 1,3 0,02 0,416 1,1 0,08 0,220 25 2,00 0,015 0,312 16 0,24 1,3 L p v t li u - G ch ceramic - V a XM lót - BTCT - V a trát B T ng t nh t i tính toán : Sgtt = 0,3115 kN/m2 6.3.2 Ho t t i : Lo i phòng - Phòng h c - Hành lang ptc (KN/m2) 2,00 4,00 ptt (KN/m2) 2,40 4,80 H s v tt in 1,2 1,2 6.4.Tính tốn n i l c c t thép ô b n : 6.4.1 B n (1) : S tính : l2/l1 = 4/3 < B b n kê c nh (thu c s T s l2/l1 = 1,333 B n i suy xác Trong b ng tra có : + l2/l1 = 1,3: 6) nh : l1= 3m + l2/l1 = 1,35: ¿1 = 0,0319 ¿1 = 0,0320 ¿2 = 0,0188 ¿2 = 0,0176 ¾1 = 0,0711 ¾1 = 0,0711 ¾2 = 0,0421 ¾2 = 0,0391 ¿1 = 0,0319 õ 1,333 ó 1,3 l (0,032 ó 0,0319) ã 0,031967 1,35 ó 1,3 ¿2 = 0,0188 õ 1,333 ó 1,3 l (0,0176 ó 0,0188) ã 0,018 1,35 ó 1,3 ¾1 = 0,0711 õ 1,333 ó 1,3 l (0,0711 ó 0,0711) ã 0,0711 1,35 ó 1,3 ¾2 = 0,0421 õ 1,333 ó 1,3 l (0,0391 ó 0,0421) ã 0,0401 1,35 ó 1,3 B M1 = 0,031967 l (3,115 + 2,40) l l = 2,1156 KN.m B M2 = 0,018 l (3,115 + 2,40) l l = 1,1912 KN.m Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 9/12 g = 311,5 g=3,115 p = 240 p=2,4 l2= 4m B MI = -0,0711 l (3,115 + 2,40) l l = -4,7054 KN.m B MII = -0,0401 l (3,115 + 2,40) l l = -2,6538 KN.m * Tính tốn c t thép : Thép AI có RS = RSC = 225MPa; Bê tơng B15 B Rb = 8,5 MPa - C t thép ch u momen d ¿M ã ng c nh ng n (l y a = 15mm B ho1 = 65mm) 2,1156.106 M1 ã ã 0,059 ä ¿ R ã 0, 446 Rb b.ho21 8,5 l 1000 l 652 B¦ ã TT S BA ng theo ph õ ó 2¿ M õ ó l 0,059 ã ã 0,97 2 2,1156.106 M1 ã ã ã 149 mm2 ¹ RS ho 0,97 l 225 l 65 Ch n thép Ø6 B aS = 28,3mm2 B sTT ã 1000.aS 1000 l 28,3 ã ã 170 mm ASTT 149 Khi l2/l1 < l y m 20% AS ch u l c c a c nh ng n, l2/l1 > l y m 10% AS ch u l c c a c nh ng n Nguy n Th c V - Khoa XD DD&CN Trang 10/12 ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê ºê i v i c t ch u l c khác - T ng t Sau tính toán c kho ng cách c t thép t ng ô, u tiên ta v m t b ng sàn b trí thép theo tính tốn Thép d i (ch u moment d ng) èÃ}ậ ẵáôX êÃJơ ơẵê ợộớộ ổ ùỗỗở ợũỡũớũợũ ếáà ẵ= ơáM áw ơCẵá já áÔ5ạ đÃvạ ắÃJơ ẵ/ ơ+ạ ơjà ơđ