THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊTÔNG CỐT THÉP TOÀN KHỐI LOẠI BẢN DẦM 1 m 2300 2300 2300 2300 2300 54 0 0 2300 2300 2300 54 0 0 54 0 0 54 0 0 B C D A E 6900 6900 2300 6900 1 32 4 T¦êNG CH?U LùC B¶N SµN CéT DÇM PHô[.]
THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊTƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI LOẠI BN DM BảN SàN TƯờNG CH?U LựC CộT 5400 1m E D 5400 DÇM PHơ C 5400 DÇM CH?NH 5400 B A 2300 2300 2300 2300 6900 2300 2300 2300 6900 2300 2300 6900 Hình 1: Sơ đồ mặt kết cấu dầm sàn Số liệu tính tốn: Bảng 1: Tổng hợp số liệu tính tốnng hợp số liệu tính tốnp số liệu tính tốn liệu tính tốnu tính tốn Cạnh ngắn L1 (m) 2,3 Cạnh dài L2 (m) 5,4 Hoạt tải Ptc (kN/m2) 10 Hệ số vượt tải f,p 1,2 Bề rộng tường t (m) 0,33 Các lớp cấu tạo sàn sau: Trang Gạch lát Vữa lót Bêtông Cốt thép Vữa trát Hình 2: Các lớp cấu tạo sàn Bảng 2: Số liệu tính tốn liệu tính tốnu tính tốn lớp cấu tạo sànp cấu tạo sànu tạo sàno sànn STT Tên lớp cấu tạo Gạch lát Vữa lót Bêtơng Cốt thép Vữa trát Bề dày lớp i (mm) 10 25 hb 15 Trọng lượng riêng i (kN/m3) 20 18 25 18 Hệ số độ tin cậy f,i 1,1 1,3 1,1 1,3 Vật Liệu Bảng 3: Các tham số vật liệu BêTông B20 Cốt Thép nhóm CI Cốt Thép nhóm CII Rb = 11,5 (MPa) Rbt = 0,9 (MPa) Rs = 225 (MPa) Rsc = 225 (MPa) Rsw = 175 (MPa) Es = 21.104 (MPa) Rs = 280 (MPa) Rsc = 280 (MPa) Rsw = 225 (MPa) Es = 21.104 (MPa) Eb = 27.103 (MPa) Trang Chọn sơ kích thước cấu kiện 4.1 Xác định sơ chiều dày Bản sàn: D h b L1 m Trong đó: D = 0,8 ÷ 1,4 tải trọng trung bình Chọn D = 1,2 m = 30 ÷ 35 với loại dầm 1,2 hb 2300 = 79 90 (mm) 30 35 Vậy Chọn hb = 80 (mm) (Thỏa mãn ≥ hmin) 4.2 Xác định sơ kích thước Dầm phụ: h dp L2 5400 290 483,3 (mm) 12 20 12 20 Vậy Chọn hdp = 400 (mm) bdp (0,3 0,5).h dp (0,3 0,5).400 120 200 (mm) Vậy Chọn bdp = 200 (mm) Kích thước Dầm phụ: (bdp hdp)=(200 400) mm 4.3 Xác định sơ kích thước Dầm chính: 1 1 h dc 3.L1 3.2300 575 862 (mm) 12 12 Vậy Chọn hdc = 700 (mm) bdc (0,3 0,5).h dc (0,3 0,5).700 210 350 (mm) Vậy Chọn bdc = 300 (mm) Kích thước Dầm chính: (bdc hdc)=(300 700) mm II THUYẾT MINH TÍNH TỐN Tính toán Bản sàn 1.1 Phân loại sàn L 5,4 2,52 >2 , nên thuộc loại dầm, Xét tỉ số cạnh ô L1 2,3 làm việc phương theo cạnh ngắn L1 1.2 Sơ đồ tính - Do làm việc theo phương ( phương cạnh ngắn) nên ta cắt theo phương cạnh ngắn (vng góc với dầm phụ) dải có chiều rộng b=1m (Hình 3) Trang 5400 1m E 5400 D 5400 C 5400 B A 2300 2300 2300 2300 6900 2300 2300 2300 6900 2300 2300 6900 Hình 3: Cắt dải có bề rộng 1m theo phương L1 - Xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa tường biên Dầm phụ (Hình 4) - Bản sàn tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa * Đối với nhịp biên: b t h 0,2 0,33 0,08 L b L1 dp b 2,3 2,075 (m) = 2075 (mm) 2 2 2 * Đối với nhịp : Lg = L1 - bdp = 2,3 – 0,2 = 2,1 (m) = 2100 (mm) * Chênh lệch Lb Lg không đáng kể : 2100 2075 100 0 1,19 0 10 0 2100 * Cb _ đoạn kê lên tường: Chọn Cb = 120 (mm) ≥ ( 120 mm ;hb = 80 mm) Trang 120 400 80 330 2075 200 2300 2100 200 2300 2100 2300 Hình 4: Sơ đồ xác định nhịp tính tốn 1.3 Xác định tải trọng tác dụng 1.3.1 Tĩnh tải : Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: g b ( f ,i i i ) Kết tính tốn trình bày bảng sau : Lớp cấu tạo Gạch lát Vữa lót Bêtơng Cốt thép Vữa trát Bảng 4: Tĩnh tải tác dụng lên sànnh tải tác dụng lên sàni tác dụng lên sànng lên sànn Bề dày Trọng lượng Giá trị Hệ số lớp riêng tiêu chuẩn độ tin cậy i (mm) i (kN/m ) g btc (kN/m2) f,i 10 20 0,2 1,1 25 18 0,45 1,3 Giá trị tính tốn gb (kN/m2) 0,22 0,585 80 25 1,1 2,2 15 Tổng cộng 18 0,27 2,92 1,3 0,351 3,356 Tĩnh tải: gb = 3,356 (kN/m2) 1.3.2 Hoạt tải : Hoạt tải tính tốn : pb = f,p.Ptc = 1,2.10 = 12 (KN/m2) 1.3.3 Tổng tải : Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b=1m: qb = (gb + pb ).b = (3,356 + 12 ).1 = 15,356 (KN/m2) 1.4 Xác định nội lực Tính nội lực dựa sơ đồ khớp dẻo 1.4.1 Mômen lớn nhịp biên gối thứ 2: Trang M b,max q b L b 15,356.2,0752 = 4,836 (kN.m) 11 11 1.4.2 Mômen lớn nhịp gối giữa: q Lg 15,356.2,12 M g,max b = 3,406 (kN.m) 16 16 1.4.3 Lực cắt dải trụ tiết diện bên phải gối thứ nhất: Q p 0, q l b 0, 15,356 2, 075 = 10,255 kN b 1.4.4 Lực cắt dải trụ tiết diện bên trái gối thứ hai: Q t 0, q l b 0, 15,356 2, 075 = 15,383 kN b 1.4.4 Lực cắt dải trụ tiết diện bên phải gối thứ hai, bên tría bên phải gối bên trong: Q p 0,5 q l g 0,5 15,356 2,100 = 12,973 kN b qb=gb+pb=12,356 (kN/m2) pb gb a) Lb=2075 Lg=2100 Lg=2100 Lg=2100 4,836 kN.m 3,406 kN.m 3,406 kN.m b) 4,836 kN.m 10,255 kN c) 12,973 kN 15,383 kN 3,406 kN.m 3,406 kN.m 12,973 kN 12,973 kN 12,973 kN 12,973 kN Hình 5: Sơ đồ tính tốn biểu đồ nội lực bản: a) Sơ đồ tính tốn ; b)Biểu đồ Mơmen ; c) Biểu đồ Lực cắt 1.5 Tính Cốt thép - Bê tơng có cấp độ bền chịu nén B20 : Rb = 11,5 MPa ; Rbt = 0,9 MPa - Cốt thép sàn sử dụng loại CI : Rs = 225 MPa Tra bảng ta được:R = 0,407 R = 0,645 Với: pl = 0,3 pl = 0,37 Trang max = pl Rb 11,5 100% 0,37 .100% = 1,89% Rs 225 Vì tính tốn theo sơ đồ khớp dẻo nên ta phải hạn chế chiều cao vùng bê tông chịu nén giá trị giới hạn dẻo pl m< pl = 0,3 Giả thiết: a = 15 mm Chiều cao làm việc bê tông: ho = hb – a = 80 – 15 = 65 (mm) 1.5.1.Tính Cốt thép nhịp biên gối thứ 2: M 4,836.106 m = = 0,0995 < pl = 0,3 (Thỏa mãn) R b b.h o2 11,5.1000.652 0,11 .R b b.h o 0,11.11,5.1000.65 = 365,44 (mm2) Rs 225 As 365, 44 = = 0,56 % b.h o 1000.65 As1 = Ta thấy: min = 0,1% = 0,56% max = 1,89% (bố trí hợp lí) Chọn a130 (As chọn = 387 mm2, As= 5,54 %) 1.5.2.Tính cốt thép nhịp gối : M 3,406.106 m = = 0,070 < pl = 0,3 (Thỏa mãn) R b b.h o2 11,5.1000.652 0,08 .R b b.h o 0,08.11,5.1000.65 = 265,78 (mm2) Rs 225 As 265,68 = = 0,409 % b.h o 1000.65 As2 = Ta thấy: min = 0,1% = 0,409% max = 1,89% (bố trí hợp lí) Chọn a180 (As chọn = 279 mm2, As= 4,74 %) Vùng giảm Cốt thép: Đối với mà bốn cạnh đúc tồn khối với dầm, ảnh hưởng hiệu ứng vòm hình thành khớp dẻo (vùng gạch chéo Hình 6), phép giảm tối đa 20% lượng cốt thép so với kết tính Ở gối nhịp giữa: As3 = 0,8.As2 = 0,8.265,78 = 212,62 (mm2) Chọn a130 (As chọn = 217 mm2, As= 2,02 %) Tính lại chiều cao làm việc ho: Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ: cbv = 10 mm Suy ra: ho,tt = hb – a = hb – (c + 0,5.d) = 80 – (10 + 0,5.8) = 66 (mm) Trang ho,tt > ho,gt =65mm Vậy CT chọn thỏa mãn điều kiện agt ban đầu 1.6 Bố trí Cốt thép 1.6.1 Cốt thép dọc chịu lực (Trong tính tốn) Cốt thép chịu mơmen dương: - Khoảng cách từ đầu mút CT ngắn đến MÉP tường (với L=Lb): L 2075 Chọn 170 (mm) = 172,9 (mm) 12 12 - Khoảng cách từ đầu mút CT ngắn đến MÉP dầm phụ (L=Lg): L 2100 Chọn 260 (mm) = 262,5 (mm) 8 - Chiều dài đoạn neo CT nhịp vào gối tựa: Lneo = 200 mm ≥ 10 Cốt thép chịu mômen âm(sử dụng cách mũ ; với L=Lg): pb 9,0 2,68 = 0,25 Xét tỉ số: g b 3,356 - Đoạn vươn CT tính từ TRỤC dầm phụ: b 200 Chọn 650 (mm) ≥ .L dp 0,25.2100 = 625 (mm) 2 - Đoạn vươn CT ngắn tính từ TRỤC dầm phụ: L b 2100 200 Chọn 450 (mm) ≥ dp = 450 (mm) 6 1.6.2 Cốt thép cấu tạo - chịu mômen âm (Không kể đến tính tốn) Sử dụng mũ, đặt dọc theo gối biên dọc theo dầm (mặt cắt C-C) Chịu mơmen âm bỏ qua tính toán (1 phần tải trọng nhỏ truyền theo phương cạnh dài bản) làm tăng độ cứng tổng thể 6a 200 Hàm lượng: As ,ct 50% s , gg 50% 265,8 132,89mm Chọn a200 (As chọn = 141 mm2) - Đoạn vươn CT tính từ MÉP dầm (với L=Lg): L 2100 Chọn 550 (mm) ≥ = 525 (mm) 4 - Đoạn vươn CT tính từ MÉP tường (với L=Lb): L 2075 Chọn 350 (mm) ≥ = 345 (mm) 6 1.6.3 Cốt thép cấu tạo - phân bố Đặt vng góc với thép chịu lực để tạo thành lưới thép, chịu phần tải trọng nhỏ truyền theo phương cạnh dài L2 2,36 Hàm lượng: As,pb ≥ 20%.As Do L1 Trang Hàm lượng: Tại nhịp biên gối 6a 200 As ,pb 20% s1 20% 365,4 73,08mm Chọn a200 (As chọn = 94 mm2) Tại nhịp gối 6a 200 As ,pb 20% s 20% 265,78 53,16mm Chọn a200 (As chọn = 94 mm2) 1.6.4 Cốt thép đai Bản khơng bố trí cốt đai lực cắt thường nhỏ nên hoàn toàn bê tông chịu: Qb,max = 15,383 kN < Qb = 0,75.Rbt.b.ho = 0,75.0,9.10-3.1000.66 = 44,55 kN Hình 6: Vùng giảm ct thộp Vùng giảm Cốt thép (gạch chéo) C E A 5400 A D C B 5400 B 5400 C 5400 B A 2300 2300 2300 2300 6900 2300 2300 2300 6900 2300 2300 6900 Hình 6: Vùng giảm cốt thép Trang C Ø6a150 5' 5' 5' 5 5400 Ø8a130 Ø6a200 2' B Ø6a200 Ø8a130 Ø6a300 Ø8a180 Ø8a130 3' 5400 Ø6a200 Ø8a180 Ø6a200 A 2300 2300 2300 2300 6900 1150 3450 Hình 7: Bố trí cốt thép sàn Tính tốn Dầm phụ 2.1 Sơ đồ tính Dầm phụ dầm liên tục nhịp đối xứng, có gối tựa tường biên dầm Dầm phụ tính theo sơ đồ khớp dẻo, nhịp tính tốn lấy theo mép gối tựa * Cdp – đoạn dầm phụ kê lên tường: Chọn Cdp = 220 (mm) * Đối với nhịp biên: b t C 300 330 220 L b L dc dp 5400 5195 (mm) = 5,195 (m) 2 2 2 * Đối với nhịp : Lg = L2 - bdc = 5400 – 300 = 5100 (mm) = 5,1 (m) * Chênh lệch Lb Lg không đáng kể : 5195 5100 100 0 1,7 0 10 0 5195 Trang 10