Ebook Đồ án môn học Kết cấu bêtông sàn sườn toàn khối loại bản dầm theo TCXDVN 356:2005: Phần 2

Phần THÍ DỤ TÍNH TỐN số LIỆU TÍNH TỐN Một cơng trình nhà cơng nghiệp có sơ đồ mặt sàn tầng thứ i hình 1, tường chịu lực có chiều dày t = 340 mm, cột có tiết diện 300x300 mm Sàn thiết kế gồm lớp cấu tạo hình chịu tác dụng tải trọng tạm thời (hoạt tải) p‘^ = kN/m", hệ số độ tin cậy vể tải trọng hoạt tải Yfp = 1,2 Tính bố trí cốt thép cho sàn, dầm phụ dầm Cho biết: cốt thép d < 10 mm dùng loại CI, cốt thép d > 10 mm dùng loại CII Bêtơne có cấp độ bền chịu nén B I5, hệ số điều kiện làm việc bêtông Yt, = Ini Tường chịu lực Bản sàn JI II I'I _ ~" " - j ' l _ “ iỊ r " ” “' ^ r “ _ j ' i _ í ' l _ ĩ\r^ ~ - ■-‘l Ị r ■- - - ' ^ r ' ~ Dầm phụ _^ “ - j|i p - - - - -Ị p í^ ầm chinh “ H I I I I I 1;| _ jỊl L i - r i I -“ “ 1'I ‘ ẼU- ị u u ụ u Hinh L Sơ đồ mặt sàn 56 ^ Bảng Tổng hợp sơ' liệu tính tốn Cốt thép L, L, p' (m) (m) (kN/m') Bêtông BI5 (MPa) Yf.p = 8,5 Rb, = 0,75 7b= l Sàn d < 10 (MPa) Cốt đai d< 10 (MPa) Cốt dọc d< 12 (MPa) R, = 225 Rsw= 175 R, = 280 Rb 2,3 6,8 1,2 Các lớp cấu tạo sàn sau: Gach ceramic ■Vữa lól - Bêtơng cốt thép - Vữa trát r ■ - Á' ' "■■■■■ ứ ■' Ũ Hinh Các lớp cấit Ịạo sàn Gạch ceramic Vữa lót Bêtơng cốt thép Vữa trát ỗg = = ơb = = 10 mm, 25 mm, hị, 20 mm = 20 k N /m \ y, = 18 k N /m \ Yb, = 25 k N /m l y, = 18 k N /m \ Yf= 1,2 Yf= Yf = u = 1,3 BẢN SÀN 2.1 Phân loai sàn Xét tí số hai cạnh M > , nên thuộc lo".: I ản dầm, 2,3 làm việc phưcmg theo cạnh ngắn 2.2 Chọn sơ kích thước phận sàn Xác định sơ chiều dày sàn: hub = — L,I = — o ri x2300 = 77 mm >hmin niin = mm m 30 / chọn hb = 80 mm 57 Xác định sơ kích thước dầm phụ: hdp- _L^_L X6800 = 567 -ỉ- 425 mm Ldp - 12 ■ 16 12 ■ 16, chọn hjp= 500 mm Ịl p hj "dp = bdp = x500 = 250^125 mm ' , chọn bjp= 200 mm Xác định sơ kích thước dầm chính: hdc = chọn ■ 12 X Ldc = 6900 = 863 ^575 mm = 700 mm ^dc = rỉ ÍI _ n 1] ' 4j K = ' , x700 = 350^175 mm chọn b^,, = 300 mm 2.3 Sơ đồ tính Cắt theo phương cạnh ngắn dải có chiều rộng b = m (hình 1), xem dầm liên tục nhiều nhịp, gối tựa tường biên dầm phụ (hình 3) Bản sàn tính theo sơ đổ khớp dẻo, nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa Đối với nhịp biên: Lob=L, b dp t c, 2 Đối với nhịp giữa: Lo=L,-b.p = 0 -2 0 = 2100 mm Lo chênh lệch không đáng kể (0,48%) 58 340 ị 120 ' " ■■ , 1 2090 ị — 1 |2(K)ị 2100 23(X) ẽ ĩỉị- 2I(K) 23(K) Hinh 3, Sơ đồ xác định nhịp tính tốn Q - đoạn kê lên tường, chọn Q = 120 mm 2.4 Xác định tải trọng 2.4 L Tĩnh tải Xác định trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn: Kết tính tốn trình bày bảng Bảng Tĩnh tái tác dụng sàn Lớp cấu tạo Trị Chiều Trọng lượng Hệ số độ tin dày riêng tiêu chuẩn cậy tải trọng ô| (mm) Yi (kN/m') gs' (kN/m') Yf., Trị tính tốn g s(k N /m ') Gạch ceramic 10 20 0,20 1.2 0,24 Vữa lót 25 18 ,4 1,3 ,5 Bêtông cốt thép 25 ,0 1.1 ,2 Vữa trát 18 ,3 1,3 ,4 3,01 — ,5 Tổng cơng 2.4.2 H oạt tải Hoạt tải tính tốn: P s= Y f.p X p '= x = 8,4kN/m2 2.4.3 Tổng tải Tổng tải trọng tác dụng lên sàn ứng với dải có chiều rộng b = m: qs=(gs+Ps)xb = (3,5 + ,4 )x l = ll,9 k N /m 59 2.5 Xác định nội lực Mômen lớn nhịp biên; = - ị ! j - q ^ X11,9 X2,09^ = 4,73 kN/m Mômen lớn gối thứ hai: = - - x 1 , x , l ' = - , 7 kN/m Mômen lớn nhịp gối giữa: Mn.ax = ± - ^ q , =± — x 11-9x2,p =±3,28 kN/m 16 16 ỉ ỉ ỉ ỉ i ỉ ỉ ỉ i 't i ỉ i i ỉ ỉ t ỉ ỉ i ỉ ỉ ỉ A Lob = 2090 u = 2100 q s L ,^ = 7 |^ q j ^ ^ ịu = 2100 = ,2 íkN m ) jLqsL„,^ = 4.73 Hỉnh Sơ đồ tính biểu dồ bao mơmen hàn sàn 2.6 Tính cốt thép Bê tơng có cấp độ bền chịu nén BI 5: R|, = 8, MPa Cốt thép sàn sử dụng loại CI R = 225 MPa Từ giá trị mômen nhịp gối, giả thiết a = 15 mm, tính cốt thép theo cơng thức sau; M < ttpi = 0,3: tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo YbRbbh^ tra bảng ệ tính từ: ^ _ ịỵ.R^hh, R 60 = - Ạ - 2a^ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: p „ „ = ,0 % S n = ^ < M „ „ = , , í ^ = , x M = 1,4% Kết tính cốt thép tóm tắt bảng Bảng Tính cốt thép cho sàn M (kNm) Tiết diện ctm Chọn cốt thép A As d @ Asc (mmVm) (%) (mm) (mm) (mmVm) Nhịp biên 4,73 0,132 0,142 348 0,5 /8 110 357 Gối 4,77 0,133 0,143 351 0,5 /8 110 357 Nhịp giữa, gối 3,28 0,091 0,096 236 0,4 110 257 2.7 Bơ trí cốt thép * Xét tỉ số; P^ = M = 2,4 gs 3,5 => < - ^ < => a = 0,25 => aL „ = 0,25x 2100 = 525 mm gs chọn aL „ = aL^t, = 530 mm * Đối với có dầm liên kết bốn biên, vùng gạch chéo hình 5, giảm 20% lượng thép so với kết tính được, ỏ gối nhịp giữa: A, = ,8 x = 189 mm^ chọn d @ 140 = 202 mm^) * Cốt thép cấu tạo chịu mômen âm dọc theo gối biên phía dầm xác định sau: 'd @ 0 % gối = 0,5 X236 = 118 mm^ chọn d6@200 (A^^= 141 m m“) * Cốt thép phân bố chọn theo điều kiện sau: L, 2300 => A, pb > 20%A„ = 0,2 X 351 = 70 mm^ chọn d6@ 300 (A _ = 94 mm^) 61 Chọn chiều dài đoạn neo cốt thép nhịp vào gối tựa: = 120mm > lOd Bố trí cốt thép cho sàn thể hình Vùng giảm cốt thép Hình Vùng giảm cốt thép 62 340 120 530 350 530 350 'd6(9300 dl 1/3 X 1521 = 507 mm' Chọn chiều dài đoạn neo vào gối biên kê tự 330 mm vào gối 500 mm Tại nhịp biên, nối số (2dl2) số (2d25), chọn chiểu dài đoạn nối 500 mm > 20d = 500 mm Tại nhịp 2, nối số (2d25), chọn chiều dài đoạn nối 530 mm > 20d = 500 mm 107 THỐNG KÊ VẬT LIỆU Bảng 17 Thống kè cốt thép kiện Hình dạng Idch thước (mm) hiệu ^ í ^ I ỉ f 310 747 Ì 166 Ì ! 7862 ị 1745 ' 310 2536 351 78 186 260 58 528 792 264 144 ‘ 176 ■ 137 30 ; 1011 ; ' 4554 240 : 322 : 71 306 ; 483 i 149 22 i 95 22 ■ 95 44 512 455 44 169 266 66 471 ■ 418 92 ! 44 ' fi i ! 108 ằôã 10 m b I i \ «m\ _ «36 B U ■ 12 J 6900 ! ị 1920 10 j 1920 ’ i i i 145 128 144 22 257 22 29 26 22 210 186 11 36 57 1815 2450 544 32 243 726 16 153 455 16 150 ; 449 Ị , 83 í' ị166 24 ị, ' ' 82 _ — ^ 327 369 i ' 84 44 22 ! 660 44 1(4 dầm)j— - 369 936 ' 82 Ì6 ! 110 336 iỉ 645 Ị 192 1, 369 i , 406 ! ! i 638 J ' 243 ! i i 244 í _ _ ; 98 i 255 j í 277 1 Bảng 18 Tổng hợp cốt thép Nhóm thép CII CI Đường kính (mm) 10 12 16 22 25 Trọng lượng (kG) 3879 624 227 1796 1507 2117 638 Bảng 19 Chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật Thể tích bêtơng (m^) Trọng lưcmg cốt thép (kG) Hàm lượng cốt thép bêtông (kG/m^) Bản sàn 74,6 3704 49,7 Dầm phụ V, = 31,5; v , = 37,5 3675 98,0 Dầm V, = 20,8 ; V, = 23,5 3409 145,1 126,9 10789 85,0 Tên cấu kiện Toàn sàn Trọng lưcmg cốt thép diện tích mặt sàn: 11,5 kG/m^ Chú thích: V ị - th ể tích phần sườn dầm, tính với chiều cao ( h ~ hb); V2 - ĩh ể tích tồn dầm, tính với chiều cao h Đùng Vj đ ể tính thể tích tồn sàn V2 đ ể tỉnh hàm lượng cốt thép ĩrong dầm 109 }ế»>\ t £ RÀNG THỎNC s*t.\ KÊC ổT TMỀP - J L f i f Im* m ,X ĩì Ị h p ± ì Ị u ín ilu iy - -'■"’*.LiíĨTTfll s plỉl, ụ| iỉ^ỉ*^rimT»fw ịIỊỊỊỊiN ^ aaặiÝrnTiTĩlMlliy "ôã W " I ^ ^ ^ K - T m n r r ^ i n T n [i4ii iỊ>iii.^Miiif m i i I' | I U [ j f ỊỊJf| [lj'f|Ị |J Ị]-U [J 11^ Ềsí-t !:E,'Ị.Hií1l]lflfpỉíilj^ !tf» -Q í* ]ị ĩ ' M _ m ĩt « » ìri> w ì» ìá > < tè » * < J _ _ í f f l _ _ I ^ *«» Ạ » ịM gị Mla T" —1U.J1 *' J iÌvffm6 t^nn ‘Ịo M TT Sơ Đ SÀN ịwi,.ug jW i4 > » v t a ^ỷTỉ -^ JJỌ _ ‘” « _ - - ỊT ^ * ^ —— am M> ~~*rrr !«/■ Ibt ẶTCẨTC-C IL C MẶTcXtO-D P^ ■ 'Z/ /*fy"0 LJ _ _.*«»' MẬTCẨTrui T L 1« ^ f m y - ‘^ « ĐÀNG CHI t i ê u - j*aL , i^ ^ - ụ a TBT' '" _“** o .w^«,í.-»rtumnfcỊ^Ị; fflTnhw;i,.-L.: 1-« M I*:M ^ ị -aa -1 ãô i ^ C M T C X t A-A "f p - •' kinh TỂ k ỷ THUẢT ‘ ' -ỉ 112^ 1-4—- I s5 Í f - S Í V ^ t l i /u n m ^ ụ J SE _ í - ^ ‘ y" '”’ L-I1.V w ka S ) n « R i > iU ( i iỉiM p t n n ii V il n i D a n Li í j — £ C Ấ U T Ạ O SÀN Tt líio 12; l.n ' ' ' v tT srb^^ _ = ± ^ ^ „ , - ^ - 'OilHtz u ! ii ^ith MẶTCẮTtli^-^ ^ ^ '~ ^ 'VI w> —- -^ĩ^ ■ ^ - -o Vínri • » ;i/ » í.ip j.- * , < M fs » , ! • ' • \IP • r ú i ( h ^ p j - i o i » , n « 2ỈJ M > B - i'< > \tP » • r ,,i.h p d ■ I i i k i t i i « ĨK )> |P » , M M P ãI I I >(ôJr p - ’ ll_'*llil'l I,c„ T»« \ «ì u v ; V F '= r^ s f iiM r»ts»í SMNt UAMtl KI I I At I O Ạ Ỉ B À N D Á M IM v« MẬrcẮTB-B TI I»a SÀN SƯỜN TOÀN KHỐ 11» M. J ằr> %A> ã vằ4ô 0^,yy9m i> PH LC Phụ lục HỆ SỐ ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA BÊ TƠNG Ỵ b Hệ sơ' điểu kiện làm việc bêtông Các yếu tố' cần kể đến hộ số điều kiện ỉàm việc bêtông Ký hiệu Giá trị Có quy định Tải trọng lặp Ybl Tính chất tác dụng dài hạn cùa tải trọng: Ỵb2 riêng a) Khi kể đến tải trọng thường xuyên, lải trọng tạm thời dài hạn tạm thời ngắn hạn, ngoại trừ tải trọng tác dụng ngắn hạn mà tổng thời gian tác dụng chúng thời gian sử dụng nhỏ (ví dụ: tải trọng cầu trục, tải trọng thiết bị băng tải; tải trọng gió; lải trọng xuất irong trình sản xuất, vận chuyển lắp dựng, ); kể đến tải trọng Ị đặc biêt gây biến dạng lún không đểu, Ị - Đối với bêtông năng, bêtông hạl nhỏ, bêtơng nhẹ đóng rẳn tự nhiẻn J bêtơng dưỡng hộ điểu kiộn mói tnrcmg: + Đảm bảo cho betông tiếp tục tảng cường độ ửieo thời gian (ví dụ mơi trường nước, đât ẩm khơng khí có độ ẩm 75%) ,0 + Không đảm bảo cho bêtông tiếp lục tảng cường độ theo thời gian (khô hanh) 0,90 - Đối với bêtông tổ ong, bêtông rỗng không phụ thuộc vào điều kiên sử dụng 0,85 b) Khi kể đến tải trọng tạm thời ngắn hạn (tác dụng ngắn hạn) lổ hợp xét hay tải trọng đặc biệt không nêu mục la, loại bêtông MO Đổ bêlông theo phương đứng, lớp dày irên 1.5 m đối với: Ym - Bôtỏng năng, bẻtông nhẹ bêtơng hạt nhị 0,85 - Bêtơng tổ ong bêtơng rỗng 0,80 Ảnh hường trạng thái ứng suất hai trục “nén - kéo" đến cường độ bêlông ĐỔ bêtơng cột theo phương đứng, kích thước lớn nhât tiết diện cột nhỏ 300 mm * Tm Có quy định riẻng Yw 0,85 Các trường hợp khác xem TCXDVN 356 : 2005 K hi dưa thêm hệ s ố điền kiện lùm việc b ổ sim g tro n ỵ trườììg hợp k ể đến tả i trọ n g đặ c b iệ t th eo ch ỉ dần tiêỉi chuẩn ttí(Jlĩg i'ỡig (v í dụ: k ể đến tả i trọn g độtiỊỉ đ ấ t) ỉẩ y yi,2 = ì ■ C h ú th íc h : I Hệ s ố Ỵị, ị dùng tính độ bền mỏi, hệ s ố dùníỊ đ ể xúc dịnli cư(yng ăộ chịu kéo tinh toán kiểm tra theo điều kiện sử dụng bình thườĩĩg (irạiiịỉ thải gù/i hạn thứ 2) Các hệ s ổ Yhi, Yhi, Yhs dùng đ ể xác dịnh cườtig độ tính tốn Rị^ cùa cấu kiện bêtơng cốt thép ihưíyiig (ngoại trừ kết cấu dùng hétỏng tổ Khi có đồng O IIỊỊ phải xét thêm độ ẩm bé tỏng) yếu lô' cần k ể đến hệ s ổ điều kiện lùm việc lấy /ỉ,bằng ticli cúc hệ s ố riẻnỸỊ biệt, không phụ thuộc lẫn 111 Phụ lục CƯỜNG Đ ộ TÍNH TỐN VÀ MÔĐUN ĐÀN H ồl CỦA BÊTÔNG NẶNG Cường độ tính tốn bêtơng Rb, Rbt tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất, MPa Cấp độ bền chiu nén bêtông B15 M200 8,5 0,75 B20 B25 B35 B40 B45 B50 B30 B55 B60 M250 M350 M400 M450 M50D M60Ơ M700 M750 M800 11,5 14,5 19.5 22,0 27.5 17,0 25,0 30,0 33,0 - N én Rb 0,90 1,05 1,20 1,40 1,45 1,55 1,60 1,30 1,65 - Kéo Rbt Môđ un đàn hồi ban đầu bêtông nén kéo Eb, ' M P a 27,0 30,0 32,5 34,5 36,ơ 37,5 39,0 39.5 40,0 - Đ óng rắn tự nhièn 23,0 20,5 24,0 27,0 29,0 31,0 32,5 34,0 35,0 35,5 36,0 - Dưỡng hộ n h iệt Trạng thái áp suát khí - Chưtig áp 17,0 ,0 22,5 24,5 26,0 27,0 29,0 28,0 29,5 30,0 Chú thích: K h i CÓcác y ế u tố k ể đ ế n đ iề u k iện ỉà m việc h ếtố n g th ì cần n h â n g iá tr ị cho tro n g b ả n g với h ệ s ố p h ụ lục K ý h iệ u M d ù n g đ ể c h ỉ M c b ê tô n g theo q u y đ ịn h trước đ â y Rb, Rbt Phụ lục C ư)N G Đ ộ TÍNH TỐN VÀ MÔĐUN ĐÀN H l CỦA CỐT THÉP Cường độ tính tốn, MPa Nhóm thép Cốt thép dọc k CI A-I 225 CII, A-II A-III có đường kính 280 -ỉ- Cường độ chịu nén R.w 175 Rsc 225 225 285* 290* 280 CIII, A-III có đường kính 10 - 40 CIV, A-IV 355 365 510 A-V A-VI 680 815 At-V1I 980 545 650 785 A-IIIB - Có kiểm sốt độ giăn dài ứng suất - Chi kiểm soát độ giãn dài 490 450 390 360 Môđun đàn hồi, E, 10" MPa Cốt thép ngang 405 355 365 450** 500** 500** 500** 2 19 19 19 19 18 0 0 * Trong khung thép hàn, cốt thép đai dùng thép nhóm CIII, A-III có đường kính nhỏ 1/3 đường kính cốt thép dọc giá trị R,w = 255 MPa ** Các giá trị R,c nêu lấy cho k ết cấu làm từ bêtông nặng, bêtông h ạt nhỏ, bêtông nhẹ kể đến tính tốn tải trọng lấy theo mục a phụ lục ; kể đ ến tái trọng lấy theo mục 2b phụ lục giá trị Rac = 400 MPa Đối với k ết cấu ỉàm từ b êtông tổ ong bêtông rỗng, trường hợp lấy Rsc = 400 MPa Ghi chú: ỉ T ro n g m ọ i trư n g hợp, k h i ưì lý , cốt th é p k h ô n g că n g n h ó m C U I, A ‘ỉ ỉ ỉ trở Lên d ù n g m cố t th é p n gan g (cốt th é p d a i h oặc cố t th é p xiên), g iá trị cường độ tin h to n R s w lấ y n h đ ố i với th é p n h óm C U I, A -IIL K ý h iệu n h ó m th é p x e m đ iề u 5.2.1.1 đ iề u tro n g T C X Đ V N : 0 112 Phụ lục CÁC GIÁ TRỊ (tì, ƠR ĐỐI VỚI CẤU KIỆN LÀM TỪBÊTÔNG NẶNG Cấp độ bền chịu nén bêtơng Nhóm Ký thép hiệu B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60 B ất kỳ co 0,789 0,767 ,7 0.728 0,710 0,692 ,6 0 ,6 0,634 ,612 ,6 54 0,628 0.604 0,583 0,564 0.544 0,521 ,5 463 0,440 0,431 0,421 0,413 0.405 0,396 0,385 0,376 0,367 0,356 0,681 0,656 0,632 0,612 0,592 0,573 0,550 0,531 0,512 0,491 0,449 0,441 0,432 ■0.425 0,417 0,409 0,399 0,390 0.381 0.370 0,700 0,675 0,651 0,631 0.612 0,593 0,570 0.551 0.532 0.511 0,455 0,447 0,439 0,432 0.425 0,417 0,407 0,399 0,391 0,380 0.782 0,758 0,734 0,714 0,694 0,674 0,650 0,630 0,610 0.586 CIII, A-III 0,619 0,590 0,563 0.541 0,519 0,498 0,473 0,453 0,434 0.411 (dlO-40) 0,427 0,416 0,405 0,395 0,384 0,374 0,361 0,351 0,340 0,326 0,650 0,623 0,595 0.573 0,552 0,530 0,505 0,485 0,465 0,442 0,439 0,429 0.418 0.409 0.399 0,390 0.378 0.367 0,357 0,344 0,673 0,645 0,618 0,596 0,575 0,553 0,528 0,508 0,488 0,464 0.446 0,437 0,427 0,419 0,410 0,400 0,389 0,379 0,369 0.356 0,775 0.749 0.722 0,700 0.678 0,656 0,630 0,608 0,586 0.560 Ỵb2 ,9 CIII A -m (dlO-40) «R CII, A-II CI, A-I B ất kỳ ,0 ) CII, A-II ttR CI, A-I CtR CO B ất kỳ ,1 CIII A -m ịn 0,611 0,580 0.550 0,526 0,503 0,480 0,453 0,432 0.411 0,386 (dlO-40) OiR 0.424 0,412 0,399 0,388 0,376 0,365 0,351 0,339 0.326 0,312 0,642 0,612 0,582 0,558 0,535 0,512 0,485 0,463 0.442 0.416 0,436 0,425 0,413 0,402 0.392 0,381 0,367 0.356 0,344 0,330 0.665 0,635 0,605 0,582 0.558 0,535 0,508 0,486 0,464 0,438 0,444 0,433 0,422 0,412 0.402 0.392 0.379 0,368 0.356 0.342 CII, A-II ttR CI, A-I an /i\ 'ì nnRv co •*= 0.85-( J,UUỖ Ỵj,'!*^h’ co ^1 a ,= K ( l- ^ ,) ÍO y + - Rs r ,_