bố trí chọn sơ bộ tiết diện dầm

Tuy nhiên, khả năng cách âm còn hạn chế.Dựa vào mặt bằng kiến trúc, các kích thước và chức năng của các ô sàn, ta phânchia mặt bằng sàn thành 09 loại ô sàn được thể hiện dưới bảng sau:T

BỐ TRÍ MẶT BẰNG DẦM SÀN

CHỨC NĂNG Ô SÀN

Sàn là một kết cấu chịu lực trực tiếp của tải trọng sử dụng tác dụng lên công trình, sau đó tải trọng này sẽ truyền lên dầm, rồi từ dầm truyền lên cột và cột truyền xuống móng.

SVTH: ĐÀO HỒNG NGỌC– MSSV: 19D15802010253 Trang 3

Thuyết minh Đồ án BTCT 1

Sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối được dùng rất rộng rãi trong ngành xây dựng dân dụng - công nghiệp Nó có những ưu điểm quan trọng như: bền vững, có độ cứng lớn, có khả năng chống cháy tốt, chống thấm tương đối tốt, thỏa mãn các yêu cầu thẩm mỹ, vệ sinh và điều kiện kinh tế Tuy nhiên, khả năng cách âm còn hạn chế.

Dựa vào mặt bằng kiến trúc, ta có thể phân chia mặt bằng sàn thành 9 loại ô sàn khác nhau Sự phân chia này căn cứ vào các kích thước, chức năng của từng ô sàn Các loại ô sàn cụ thể được thể hiện trong bảng bên dưới.

Bảng 1.1 Phân loại các ô sàn

Tên ô bản Số ô bản Kích thước (mm)

LẬP BẢNG

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN

Dựa theo “TCVN 2737 - 1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế” để xác định tải trọng tác dụng lên 1m 2 sàn gồm có: tĩnh tải và hoạt tải.

Tĩnh tải tác dụng lên bản sàn gồm có: trọng lượng bản thân sàn, trọng lượng bản thân tường xây trên sàn quy về phân bố đều trên 1m 2 sàn.

1 Trọng lượng bản thân sàn là tải trọng phân bố đều của các lớp cấu tạo bản sàn, được tính theo công thức: tt n 2 s i i i

 γ i : Trọng lượng riêng lớp thứ i.

 n : Hệ số độ tin cậy tra bảng i

2 Trọng lượng tường xây trên sàn được quy đổi về phân bố đều trên diện tích ô sàn như sau: sàn tt kx t t 2 t nγ h l g = (kN/m )

 γ : Trọng lượng 1m kx 2 tường (kN/m 2 );

 l t : tổng chiều dài mảng tường (m);

 n : Hệ số vượt tải Lấy n = 1,1. a) Đối với các ô bản S1, S2, S3, S6, S7:

 Trọng lượng bản thân ô sàn:

LỚP GẠCH CERAMIC D.10 LỚP VỮA LÓT D.30 LỚP BÊ TÔNG CỐT THÉP D.100 LỚP VỮA TRÁT D.15

Hình 2.1 Các lớp cấu tạo sàn S1, S2, S3, S6,S7

Bảng Trọng lượng bản thân ô bản S1, S2,S3, S6,S7 b) Đ ối với các ô bản S4, S5:

 Trọng lượng bản thân ô sàn:

LỚP GẠCH CERAMIC, DÀY 10 LỚP VỮA LÓT, DÀY 30

SÀN BTCT, DÀY 100 LỚP VỮA TRÁT TRẦN, DÀY 15

LỚP GẠCH CERAMIC, DÀY 10 LỚP VỮA LÓT, DÀY 30

LỚP CHỐNG THẤM, DÀY 20 SÀN BTCT, DÀY 100

LỚP VỮA TRÁT TRẦN, DÀY 15

STT Các lớp cấu tạo γ (kN/mkN/m 3 ) h (kN/mm) n gs tc

Hình 2.2 Các lớp cấu tạo sàn S4, S5

Bảng 2.5 Trọng lượng bản thân ô bản S4, S5

STT Các lớp cấu tạo γ (kN/m 3 ) h (m) n gs tc (kN/m 2 ) gs tt (kN/m 2 )

6 Thiết bị treo buộc Lấy an toàn : 0,3 – 0,5 kN/m 2 0,500 Σggs tt 5,57 6,861

 Trọng lượng tường xây trên ô sàn S4,S5 được quy đổi về phân bố đều trên diện tích ô sàn như sau:

 Tường gạch ống 100: γ kx = 1,8 kN/m 2

33 =1,642SVTH: ĐÀO HỒNG NGỌC– MSSV: 19D15802010253 Trang 9

Dựa vào chức năng sử dụng của từng ô bản theo “TCVN 2737-1995 : Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế” Ta có: tt c 2 s p p = p ×n (kN/m ) Trong đó:

 np : Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều np = 1,2 nếu p c  2 kN/m 2 np = 1,3 nếu p c < 2 kN/m 2

Bảng 2.6 Hoạt tải tác dụng lên các ô bản

STT Tên ô bản Chức năng Hoạt tải chuẩn np

Hoạt tải tính toán p c (kN/m 2 ) ps tt (kN/m 2 )

Bảng 2.7 Tải trọng phân bố đều trên 1m 2 ô bản sàn lầu (kN/m 2 )

Tên ô bản Chức năng TLBT bản

3 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC

Ta tính theo bản sàn liên tục, nội lực được xác định theo sơ đồ đàn hồi.

Bản chịu lực hai phương

Các ô bản S1,S2,S3,S4,S5 tính theo ô bản liên tục chịu lực hai phương (kN/mbản thuộc loại ô số 9) Theo mỗi phương cắt 1 dải có bề rộng b = 1m để tính.

 Theo phương cạnh ngắn: M = α ×P ' + α ×P '' (kNm) 1 01 9 1 9

 Theo phương cạnh dài: M = α ×P ' + α ×P '' (kNm) 2 02 9 2 9 Mômen âm ở gối:

 Theo phương cạnh ngắn: M = β ×P (kNm) I 1 9

 Theo phương cạnh dài: M = β ×P (kNm) II 2 9 Trong đó: α 1

, β 1 , β 2 tra ở ô bản loại 9 ứng với tỉ số l2/l1 của ô bản xét tính. α 01

, α 2 tra ô bản loại 1 ứng với tỉ số l2/l1 của ô bản xét tính.

Bảng :Kết quả tính toán moment ô sàn S1,S2, S3,S4, S5

SVTH: ĐÀO HỒNG NGỌC– MSSV: 19D15802010253 Trang 12 Tên ô sàn

Kích thước Tải trọng Tỷ số

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CỐT THÉP

Tính thép chịu mômen cho bản theo từng dãy cắt dựa vào bài toán cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn, có tiết diện chữ nhật b = 1m và h = hb.

Dựa vào cấp độ bền chịu nén của bê tông và nhóm cốt thép chịu kéo, tra bảng E2 của phụ lục E (kN/mcác đại lượng dùng để tính toán theo độ bền) trong “TCVN 5574 -

2018 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế” để tìm các hệ số R,

Vật liệu sử dụng cho tính toán sàn

- Bê tông cấp độ bền B20:

 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 11,5 MPa = 1,15 kN/cm 2

 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,90 MPa = 0,09 kN/cm 2

 Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 27,5x10 5 MPa = 2,75x10 4 kN/cm 2

- Cốt thép sàn nhóm CB240-T:

 Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: Rs = Rsc 210MPa = 21kN/cm 2

 Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 170 MPa = 17kN/cm 2

 Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2x10 5 MPa = 2x10 4 kN/cm 2

Ta tính thép sàn theo các trình tự dưới đây

- Bê tông B20, thép nhóm CB240-T: R = 0,615; R = 0,426

* Tính thép cho nhịp theo phương cạnh ngắn l 1 :

- => αm = 0.036 < αR = 0.437 (Thỏa điều kiện xảy ra phá hoại dẻo).

- Tra bảng chọn A ch s có

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: à(%)= A s ch bx h 0 ×100 %

GVHD: NGÔ TRUNG CHÁNH à max (%)=ξ R ì R b

Bảng tính chọn thép cho ô sàn 2 phương

25 95 MI = -11.114 0.12 0.936 5.95 0.63 10 190 4.13 0.63 SVTH: ĐÀO HỒNG NGỌC– MSSV: 19D15802010253 Trang 14

25 95 MI = 3,21 0.03 0.983 1.64 0.17 6 170 1.345 0.17 Ô bản S6 sẽ được tính theo trường hợp bản 1 phương Cắt dãy bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính.

Xác định tải trọng: tt tt tt s s s q = (g +p )×1,0m (kN/m)

- Mômen ở nhịp theo phương cạnh ngắn:

- Mômen ở gối theo phương cạnh ngắn:

2 Kiểm tra độ võng sàn.

 Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất (kN/mS4) để kiểm tra độ võng:

Chiều dày bản sàn: h b cm

Hoạt tải tiêu chuẩn toàn phần:p tc tp =1,5kN/m 2

Hoạt tải dài hạn: p tc It =0.30kN/m 2

Hoạt tải ngắn hạn:p st =1.2kN/m 2

Bê tông B20: R bser MPa ;R btser =1,35MPa; E b '.5×10 3 MPa.

+ Thép chịu lực theo phương cạnh ngắn của ô sàn là Φ8a15a150, thép nhóm CB240-T có:

=3 35cm 2 diện tích thép chịu lực theo phương cạnh ngắn.

2.1 Kiểm tra khả năng chống nứt:

Kiểm tra khả năng chống nứt của sàn

Diện tích tiết diện tính đổi

Mô men tĩnh của A ¿ lấy đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn

Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi cấu kiện y t =S ¿

Mô men quán tính của tiết diện bê tông

Mô men quán tính của cốt thép chịu kéo và chịu nén I s =A ' s ¿

Khi trọng tâm của tiết diện A ¿ nằm trong phần sườn

Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện

Mô men kháng uốn dẻo đối với thớ kéo W pl =1,3W ¿ =1,3×2477,64220,932c m 3

Khả năng chống nứt của cấu kiện

Tính toán theo phương cạnh ngắn của ô bản loại 9 l 2 l 1 = 6 5,5=1 09→ α 1 =0 0194

Mô men do tải trọng thường xuyên

Mô men do tải trọng tạm thời dài hạn:

Mô men do tải trọng tạm thời ngắn hạn:

Kiểm tra điều kiện: M= M tx + M ¿ + M st =7.22 kN.m > M cr c =4.348kN.m

→ Ô sàn S3 hình thành vết nứt

2.2Tính toán chiều rộng vết nứt

 Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng

- Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc Đối với cốt thép trơn : φ2 0,8

- Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo lệch tâm φ3 1

- Biến dạng tương đối của bê tông: độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh từ 40% đền

Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red

Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông

Khoảng cách từ trong z s =h 0 −( h−3 y t ) = 9,5− ( 12−7,083 ) =7,86cm

GVHD: NGÔ TRUNG CHÁNH tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực

Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo σ s = M 1 z s A s = 375,79

Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo

Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau

Bề rộng vết nứt a crc ,1 =φ 1 φ 2 φ 3 ×Ψ s σ s

=>Thỏa điều kiện dài hạn

 Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời

- Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng: φ1 1,0

- Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc: Đối với cốt thép trơn : φ2 0,8

- Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo lệch tâm

SVTH: ĐÀO HỒNG NGỌC– MSSV: 19D15802010253 Trang 18 φ3 1

Biến dạng tương đối của bê tông: khi có tác động ngắn hạn của tải trọng đối với bê tông nặng: → ε b 1 ,¿ ¿=0,0015

Khoảng cách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực z s =h 0 −( h−3 y t ) =9,5− ( 12 −7,083 ) =7,86 cm

Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời

Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo σ s = M 2 z s A s

 Thõa ĐK tạm thời Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Khoảngcách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực z s =h 0 −( h−3 y t ) =9,5− ( 12 −7,083 ) =7,86 cm

Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo σ s = M z s A s = 375,79

=>Thỏa điều kiện ngắn hạn

2.3 Kiểm tra độ võng sàn

Chiều cao vùng nén của bê tông x m x m =h 0 ¿

Mômen quán tính của tiết diện bê tông vùng chịu nén I=b × x m 3

Mômen quán tính của cốt thép chịu kéo

Tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm

F06,28+37,33×14,51 ¿5147,94c m 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện

D=E b 1 I ¿ #37,5×5147.94033309,75 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1 r ) 1 = M D= 452,62

Tác dụng dài hạn của tải trọng thường

E  E  1000kN / cmSVTH: ĐÀO HỒNG NGỌC– MSSV: 19D15802010253 Trang 21

GVHD: NGÔ TRUNG CHÁNH xuyên và tạm thời dài hạn

Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó

I ¿ =I+α s1 I s +α s 2 I ' s F06,28+14,51×20 ¿4896,48m 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện

D=E b 1 I ¿ 00×4896,48H96480 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1 r ) 2

Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén b1 ,

D=E b 1 I ¿ r3,7×4896,48543582,576 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1 r ) 3 = M D= 375,79

3543582,576=1,06×10 −4 Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn ( 1 r ) = ( 1 r ) 1 − ( 1 r ) 2 + ( 1 r ) 3 ¿(3,76×1 0 −5 )−(7,76×1 0 −5 )+(1,06×1 0 −4 ) ¿6,6×1 0 −5 cm Độ võng f=1 r β m L 1 2 =6,6×1 0 −5 × 1

Vậy ô S4 thỏa điều kiện độ võng.

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC A

Dầm dọc trục A có 1đoạn trục: đoạn trục từ 2-6

1 QUAN NIỆM TÍNH VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CHO DẦM DỌC

Dầm dọc trục A được tính như dầm liên tục, tựa trên các gối tựa là cột mà nó gác lên. Nhịp tính toán chính là khoảng cách tim giữa các gối tựa.

Hình 3.1 Sơ đồ tính dầm dọc cho đoạn trục 2 - 6 1.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc

Theo mục 2.1.2.2 trang 20 chương 2, ta có kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc như sau:

Kết quả tính b (mm) Tiết diện chọn bxh (mm)

3 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC ĐOẠN TRỤC 2 - 6

Hình 3.2 Mặt bằng truyền tải từ sàn vào dầm dọc trục A

GVHD: NGÔ TRUNG CHÁNH a Tĩnh tải : Đoạn trục 2-3,3-4,4-5,5-6

- Tĩnh tải từ ô bản S1 truyền vào dạng hình thang: g S 1 =g S 1 × l 1

- Trọng lượng tường xây : tường 100 gạch ống (kể cả vữa trát), Htầng= 3,6m : g = γ ×h ×1,1=1,8×(3,6-0,35)×1,1=6,44 kN/m t t t b Hoạt tải Đoạn trục 2-3, 3-4, 4-5, 5-6

- Hoạt tải từ ô bản S1 truyền vào dạng hình thang: p S 1 =p S 1 ×l 1

2.2 Tổ hợp tải trọng, biểu đồ nội lực

2.2.1 Các trường hợp chất tải:

 Tĩnh tải chất đầy (TT).

 Hoạt tải chất nhịp lẽ (HT1) (Tìm mômen dương lớn nhất ở nhịp lẻ).

 Hoạt tải chất nhịp chẵn (HT2) (Tìm mômen dương lớn nhất ở nhịp chẵn).

 Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT3) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối).

2.2.2 Các trường hợp tổ hợp tải trọng:

 BAO = (COMB1, COMB2, COMB3, COMB4, COMB5, COMB6).

2.2.3 Các sơ đồ chất tải:

Hình 3.11 Biểu đồ bao moment (kNm)

Hình 3.12 Biểu đồ bao lực cắt (kN)

Dùng phần mềm Etab 9 xác định được giá trị mômen uốn và lực cắt.

Tên nhịp Mặt cắt Mômen M (kN.m) Lực cắt Q (kN)

Bảng 3.2: Giá trị nội lực của dầm dọc trục A đoạn trục 2-6

2.4.1 Vật liệu sử dụng cho tính toán - Bê tông cấp độ bền B20:

 Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 11,5 MPa = 1,15 kN/cm2.

 Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,9 MPa = 0,09 kN/cm2.

 Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 27,5×10 3 MPa = 2,75×10 3 kN/cm2.

Môi trường cho bê tông tiếp tục tăng cường độ theo thời gian:

- Cốt thép chịu lực nhóm CB-300V:

Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: Rs = Rsc = 260 MPa

Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 210 MPa = 21kN/cm2.

Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2x105 MPa = 2x104 kN/cm2.

- Cốt thép đai nhóm CB 300-V:

Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: Rs = Rsc = 210 MPa

Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 170 MPa = 17 kN/cm2.

Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2×10 5 MPa = 2 ×10 4 kN/cm2.

Thép được tính riêng cho từng nhịp và từng gối một tương ứng với mômen lớn nhất ở nhịp hay ở gối đó

Tính thép cho nhịp trục 5 – 6 :

- Phần cánh thuộc vùng chịu nén có: h ' f cm>0,1h=0,1×35=3,5cm

S f ≤ min ( L 6;6h f ' ) =min ( 5006 ;6×10) ` cm , chọn S f = 60cm

Do M > M f xét  tính theo bài toán tiết diện chữ nhật(b¿ ¿ f ' × h)=(140× 35)¿

Hình 3.13 Tiết diện tính thép

- → ∝ m =0,034 M cr c =4.348kN.m