Nghiên cứu phương pháp tính toán và cấu tạo thép sàn ô cờ áp dụng cho nhà nhiều tầng nghiên cứu khoa học sinh viên năm học 2021 2022

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á - NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2021 – 2022 Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp tính tốn cấu tạo thép sàn cờ áp dụng cho nhà nhiều tầng Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Sinh viên lớp Khoa : : : : PGS.TS PHẠM ĐỨC PHUNG LÊ QUANG LINH DC XD 9.10 XÂY DỰNG Bắc Ninh, Tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á - NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2021 – 2022 Tên đề tài: Nghiên cứu phương pháp tính tốn cấu tạo thép sàn ô cờ áp dụng cho nhà nhiều tầng Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Sinh viên lớp Khoa : : : : PGS.TS Phạm Đức Phung Lê Quang Linh Ngày sinh: 25/05/2000 DC XD 9.10 Mã SV: 187580201178 Xây Dựng Bắc Ninh, Tháng năm 2022 MỤC LỤC MỤC LỤC i LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ v CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I.1 Lý chọn đề tài I.2 Mục tiêu nhiệm vụ I.3 Phạm vi nghiên cứu I.4 Tổng quan sàn ô cờ I.4.1 Khái niệm sàn ô cờ I.4.2 Kích thước sàn cờ I.4.3 Sơ đồ làm việc dầm sàn ô cờ I.4.4 Tải trọng lên sàn ô cờ I.4.5 Các bước thi công sàn ô cờ I.4.6 Một số cơng trình sử dụng sàn ô cờ VIỆT NAM 11 CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC 13 II.1 Cơ sở lý thuyết 13 II.1.1 Nguyên lý thiết kế 13 II.1.2 Đặc điểm cấu tạo (sàn) 14 II.1.3 Đặc điểm cấu tạo dầm 15 II.1.4 Vật liệu xây dựng 17 II.2 Thiết lập toán 18 II.2.1 Tải trọng sàn ô cờ 18 II.2.2 Lập sơ đồ ETABS 19 i II.2.3 Tính độ võng dầm cờ 23 II.2.4 Tính tốn cốt thép sàn cờ 23 II.2.5 Cấu tạo thép sàn ô cờ 24 II.3 SO SÁNH SÀN Ô CỜ VỚI CÁC LOẠI SÀN KHÁC 25 CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ NHẬN ĐỊNH 28 III.1 Kết đạt 28 III.2 Hướng nghiên cứu tới 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn đến Thầy giáo PGS.TS Phạm Đức Phung – Người hướng dẫn, giúp đỡ em trình thực nghiên cứu khoa học Với lịng biết ơn sâu sắc em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Xây Dựng – Trường Đại Học Công Nghệ Đơng Á dìu dắt, dạy dỗ em kiến thức chuyên môn tinh thần học tập để em có kiến thức q báu để hồn thiện tốt nghiên cứu khoa học Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo TS Đinh Văn Thành - Hiệu trưởng Trường Đại Học Công Nghệ Đông Á, ban giám hiệu nhà trường, phòng ban giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho em suốt thời gian học tập trường Đề tài thực khoảng tháng Bước đầu vào thực tế kiến thức em hạn chế Do vậy, khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kết em hoàn thiện Sau em xin chúc quý Thầy Cô Khoa Xây Dựng Thầy Phạm Đức Phung thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Trân trọng! Bắc Ninh, tháng năm 2022 Sinh viên thực Lê Quang Linh iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.11 Ảnh sàn ô cờ thực tế 12 Hình 2.1 Các loại tiết diện dầm 15 Hình 2.2 Các mặt cắt tiết diện dầm 16 Hình 2.3 Sơ đồ ETABS 19 Hình 2.4 Biểu đồ mơ men bụng gối dầm (trục y-x→ x=7,2) 19 Hình 2.5 Biểu đồ mơ men bụng gối dầm (trục y-x→ x=4.5) 20 Hình 2.6 Biểu đồ mô men bụng gối dầm (trục y-x→ x=2.7) 20 Hình 2.7 Biểu đồ mô men bụng gối dầm (trục y-x→ x=1,8) 20 Hình 2.8 Biểu đồ lực cắt lớn gối dầm (trục y-x→ x=7,2) 22 Hình 2.9 Cốt thép sàn ô cờ 24 Hình 2.10 Sàn cờ ( Nhìn từ lên) 24 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ SƠ ĐỒ Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn phòng 18 Bảng 2.2 Chuyển vị sàn ô cờ 23 Bảng 2.3 Nội lực sàn ô cờ 23 Bảng 2.4 So sánh sàn ô cờ với số loại sàn khác 26 v CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I.1 Lý chọn đề tài Do phát triển kinh tế xã hội đề nhu cầu cho ngành khoa khọc cơng nghệ nói chung nhu cầu với cơng nghệ xây dựng nói riêng ngày cấp bách Đối với ngành xây dựng yêu cầu loại dầm sàn vượt nhịp lớn ngày cao Vì tơi chọn nghiên cứu đề tài tính tốn sàn ô cờ nhằm đáp ứng yêu cầu vượt nhịp lớn loại sàn thông thường có I.2 Mục tiêu nhiệm vụ Nghiên cứu tính tốn cốt thép sàn sườn có hai phương với bước nhịp nhỏ với loại sàn thông dụng là: - Sàn sườn: Sàn dầm sàn dày sườn, sàn ô cờ - Sàn phẳng - Sàn lắp ghép Trong nhiều loại sàn bê tông cốt thép chọn nghiên cứu sàn ô cờ I.3 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu tính tốn sàn cờ bê tơng cốt thép lý thuyết phần mềm tính tốn ETABS I.4 Tổng quan sàn cờ I.4.1 Khái niệm sàn ô cờ Sàn ô cờ loại sàn sườn tồn khối có dầm sàn đặt theo phương, chia ô kiểu ô cờ Thí dụ có phần sàn bốn cột ABCD, dầm nối cột dầm khung Khi kích thước L1, L2 tương đối bé cần làm sàn kê lên dầm khung Khi kích thước lớn làm sàn chiều dày lớn, muốn giảm chiều dày cần làm thêm dầm sàn đặt theo phương hai phương Khi dầm sàn đặt theo phương ta có dầm sàn Khi đặt dầm sàn theo phương, chọn phương làm dầm cịn phương làm dầm phụ hình (dầm đặt theo phương nằm ngang, có kích thước tiết diện lớn dầm phụ đặt theo phương dọc) Quan niệm vừa kê lên dầm phụ dầm Tải trọng từ dầm phụ truyền vào cho dầm Dầm phụ kê lên dầm dầm khung AB, CD Dầm kê lên dầm khung AD, BC Thông thường dùng dầm sàn theo hai phương đồng cấp tạo nên sàn ô cờ hình Với sơ đồ đồng cấp trên, kích thước tiết diện dầm theo hai phương Mỗi dầm kê lên dầm khung Trong phạm vi nhịp dầm khung bố trí hai hay nhiều dầm sàn Hình 2.2 Các mặt cắt tiết diện dầm - Cốt dọc chịu lực : Thép só số tiết diện -1: *) Thường sử dụng nhóm CI, CII, CIII, AI, AII, AIII *) d = 14 ÷ 32; số lượng xác định để chịu momen M *) Vị trí : Đặt vùng kéo, đặt vào vùng nén cần thiết *) *) b  150 => Yêu cầu  cốt dọc chịu lực *) b < 150 => đặt cốt dọc chịu lực - Cốt dọc cấu tạo (thép số 3); cốt dọc phụ (thép số 4): *) Nhóm CI, CII, AI, AII *) Số lượng:   0,1% *) Đường kính: -) d = 10 l  4m -) d = 12 5m  l  8m -) d = 14 l  8m *) Tác dụng: 16 -) Làm giá tựa cho cốt đai -) Chịu ứng suất co ngót t -) Khả chịu lực tăng *) Chú ý: Cốt dọc phụ ( Cốt giá thành ) đặt h  70cm - Cốt đai (5): *) Nhóm CI, CII, AI, AII *) Đường kính: thường chọn d = 10mm -) d  hd  80cm -) d  hd  80cm *) Số lượng (n,d,u) xác định theo Q yêu cầu cấu tạo, *) Tác dụng: -) Chịu lực cắt Q -) Định vị cốt dọc, liên kết bê tông vùng nén với bê tông vùng kéo => tằng khả chịu lực cho tiết diện dầm - Cốt xiên (thép số tiết diện 2-2): *) Tác dụng: đặt cốt xiên cốt đai không đủ chịu lực cắt Q (Cấu tạo xét phần tính toán theo cường độ tiết diện nghiêng) II.1.4 Vật liệu xây dựng Đối với sàn cờ, ngồi đảm bảo khả chịu lực (trạng thái giới hạn thứ nhất), phải đảm bảo giới hạn độ võng vết nứt (trạng thái giới hạn thứ hai), chọn vật liệu sau : - Bê tơng có cấp độ bền B25 (mác 350) → Cường độ chịu nén, Rb=145kG/cm2 Cốt thép nhóm CIII → Cường độ tính tốn, Rs = 3650kG/cm2 17 II.2 Thiết lập tốn Theo cơng trình thực tế, tính với sàn lớn : 13,5m x 9,0m; - Dầm ô cờ có kích thước hình thang: đáy 120mm; đỉnh 240mm; chiều cao 260mm+40mm=300mm; sàn cờ dày 40mm + Chiều dày sàn tính theo cơng thức ℎ𝑏 = ì Trong ú: m = ( 40 ữ 50) kê bốn cạnh - Khoảng cách dầm ô cờ theo hai phương : 900mm II.2.1 Tải trọng sàn ô cờ Bảng 2.1 Tĩnh tải sàn phòng Các lớp sàn  (T/m3) Chiều Tải trọng Hệ số Tải trọng dày lớp tiêu chuẩn vượt tải tính tốn (mm) (kG/m2) n (kG/m2) Tải bàn ghế trung bình 100 Gạch lát 2,000 10 20 1,1 22 Vữa lót+vữa trát trần 1,800 50 90 1,3 117 Sàn bê tông chịu lực 2,500 40 (máy tự tính) Tổng tĩnh tải g(kG/m2) 239 ❖ Hoạt tải HT : Theo TCVN 2737 - 1995; q =1,2 x400kG/m2 = 480kG/m2; ❖ Tổ hợp tải trọng : TH = TT + HT 18 II.2.2 Lập sơ đồ ETABS Hình 2.3 Sơ đồ ETABS Nội lực tính tốn dầm cờ (Hình 2.4~2.7) Hình 2.4 Biểu đồ mô men bụng gối dầm (trục y-x→ x=7,2) 19 Hình 2.5 Biểu đồ mơ men bụng gối dầm (trục y-x→ x=4.5) Hình 2.6 Biểu đồ mô men bụng gối dầm (trục y-x→ x=2.7) Hình 2.7 Biểu đồ mơ men bụng gối dầm (trục y-x→ x=1,8) 2, Tính tốn cốt thép dầm cờ Tính tốn tiết diện chữ T chịu uốn chịu cắt ❖ Phương trục y-x→ x=7,2 (Mơ men Hình 1.2 ) - Tính tốn cốt thép bụng dầm Mô men bụng dầm : M = 351000kGcm Tại bụng dầm, cánh chữ T nằm vùng nén; Tính chiều rộng cánh chữ T : Độ vươn cánh Sf