30500 1000850010009500100085001000 30500 1000850010009500100085001000 30500 500 9500 10500 5009500 500950010500 30500 500 9500 1 2 3 4 D C B A +79,500+12,900 2000 5500 2000 2000 6500 2000 2000 5500 2000 1 2 3 4 5 2000 5500 2000 2000 6500 20002500 1 6 2 3 4 2 2000 5500 0 1 3 4 5 1234 X Y Chng 3: tính sàn ứng lực tr-ớc * I. Sơ đồ tính sàn: Mặt bằng sàn bố trí đối xứng theo 2 ph-ơng nên ta chỉ cần tính toán nội lực và cốt thép cho một nửa sàn theo 1 ph-ơng rồi bố trí cho toàn sàn theo cả 2 ph-ơng theo nguyên tắc đối xứng. ở đây, ta tính cho nửa sàn từ trục 1, 2 đến giữa trục 2, 3. Sơ đồ tính sàn tầng điển hình Chia sàn thành các dải tính toán nh- hình vẽ. Tổng tải trọng tính toán là 968,8daN/m 2 , trong đó phần tĩnh tải là 728,8daN/m 2 ; tổng tải trọng tiêu chuẩn là 856daN/m 2 , trong đó phần tĩnh tải là 656daN/m 2 . II. Tính cốt thép sàn ứng lực tr-ớc: 1. Chọn cốt thép, tính toán hao ứng suất, tính lực căng tr-ớc: 1.1. Chọn thép và ứng suất căng tr-ớc: Chọn thép c-ờng độ cao T15 đặt trong ống thép có bơm vữa. Thép có c-ờng độ bền chịu kéo )cm/daN(18600R 2 HB , giới hạn chảy quy -ớc )cm/daN(16700R 2 HC , giới hạn chảy tính toán )cm/daN(13900R 2 H , )cm/daN(10.95,1E 26 , đ-ờng kính danh định 15,2mm, diện tích 1,4cm 2 , độ giãn dài tối đa 2,5%. Đặt 1 lớp cáp mỗi ph-ơng. ứng suất căng tr-ớc 0 xác định bởi: PR8,0PR2,0 HC0HC Trong đó: )cm/daN(16700R 2 HC 0 05,0P Vậy, có: )cm/daN(12724)cm/daN(3516 2 0 2 Chọn )cm/daN(12700 2 0 . Bê tông sử dụng là loại bê tông c-ờng độ cao mác 500# có )cm/daN(215R 2 n , )cm/daN(4,13R 2 k , )cm/daN(10.6,3E 25 . Cốt thép mềm chọn thép AII, có )cm/daN(2800'RR 2 aa . Dùng thép 12, chiều dày lớp bảo vệ là 16mm, vậy chiều dày lớp bảo vệ cáp ứng lực tr-ớc là: 16 + 12 + 12 = 40(mm). L-ợng cốt thép tối thiểu theo dự thảo tiêu chuẩn thiết kế BTCT ƯLT là 12a300. Đặt thép th-ờng 12a300, = 0,31(%). 1.2. Tính toán hao ứng suất: - Hao do chùng ứng suất của cốt thép: 4750 4750 5250 5250 47504750 70 70 70 70 70 1 1 2 2 3 3 0 HC 0 ch .1,0 R .22,0 Với )cm/daN(12700 2 0 , có: )cm/daN(85512700.1,0 16700 12700 .22,0 2 ch - Hao do sự biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm: )cm/daN(E L 2 Hneo Do không có số liệu thực nghiệm, lấy ) mm ( 2 cho mỗi đầu neo và để thiên về an toàn, tính với )m(5,9L min : )cm/daN(82110.95,1 9500 2 .2 26 neo - Hao do ma sát của cốt thép với thành ống: kx 0ms e 1 1 Trong đó: e Cơ số lôgarit tự nhiên. Theo bảng 17 trang 60 TCVN 5574-1991, với ống cáp có bề mặt kim loại, có 003 , 0 k , 35 , 0 Tổng góc quay của trục cốt thép. Tính : Do cáp căng 2 đầu nên ta chỉ tính đến giữa nhịp, để thiên về an toàn tính cho đoạn cáp dài nhất có )m(75,145,29.5,0Lx max . Chiều dày(đ-ờng kính) ống cáp là 20mm, mỗi ống chứa đ-ợc đến 5 bó sợi cáp(ta dùng loại ống cáp bẹt S6-4 và S6-5 cùng với ống cáp tròn đơn của VSL). Do ta có thể bố trí cho chiều cao làm việc của cáp theo 2 ph-ơng bằng nhau, do đó có thể lấy chung chiều dầy lớp bảo vệ cho ống cáp là 40mm. Khoảng cách từ trục trung hòa đến trục cáp là: )cm(7)mm(70 2 20 40 2 240 e Tổng góc xoay tính nh- sau: 321 222 )rad(0147,0 475 7 1 )rad(0295,0 475 77 3 )rad(0267,0 525 77 3 Vậy: ) rad ( 1418 , 0 0267 , 0 . 2 0295 , 0 . 2 0147 , 0 . 2 Suy ra: )cm/daN(1138 e 1 112700 2 1418,0.35,075,14.003,0 ms - Hao do co ngót của bê tông: Đối với bê tông nặng đông cứng tự nhiên tự số co lấy theo bảng 18 (TCVN 5574-91), ta có với mác bê tông M500, ph-ơng pháp căng sau: )cm/daN(350 2 co - Hao do từ biến của bê tông: Trong tr-ờng hợp sử dụng ph-ơng pháp căng sau, ứng suất tr-ớc gây nén lệch tâm trong bê tông và ứng suất nén giảm khi có ngoại lực tác dụng. Do đó tra bảng 19 TCVN 5574 -1991 ta đ-ợc sơ bộ: )cm/daN(1400)3,065,0(1.40003,0 R k4000 2 0 bH tb Trong đó 1 k đối với bê tông đông cứng tự nhiên. - Tổng hao ứng suất: )cm/daN(19591138821 2 msneo1h )cm/daN(26051400350855 2 tbcoch2h )cm/daN(456426051959 2 2h1hh ứng suất hiệu quả trong thép là: )cm/daN(8136456412700 2 h0H 1.3. Tính lực căng tr-ớc: Chọn lực căng tr-ớc sao cho ứng suất căng tr-ớc cân bằng với 0,8 tĩnh tải: f8 wl F 1 Tính lực căng tr-ớc cho nhịp lớn nhất 10,5m. )daN(545234 14,0.8 5,10.5,9.8,728.8,0 F 2 Lực căng hiệu quả cho mỗi bó cáp là: )daN(113908136.4,1.AF He Số cáp cần là: )bó(9,47 11390 545234 F F n e Trên toàn sàn, chọn n = 3.47,9 = 143,7(bó). Chọn n = 143(bó). 2. Tính toán nội lực cho sàn: Tính nội lực cho sàn bằng phần mềm SAFE 6.20 với các dải tính toán nh- vẽ ở trên. Giá trị Mômen uốn trong các dải sàn đ-ợc trình bày ở bảng sau: - Theo ph-ơng trục 1-1: y Dải -2,5 0 4,75 9,5 14,75 20 24,75 29,5 1 0,00 4,15 -0,44 2,23 -0,44 4,15 0,00 2 0,00 26,18 -1,71 3,38 -1,24 26,18 0,00 3 0,00 6,24 - 24,06 -2,47 - 24,07 - 12,68 0,00 4 0,00 0,00 12,58 - 30,73 - 30,74 12,58 0,00 5 0,21 0,01 37,31 - 70,51 - 70,58 37,28 0,00 - Theo ph-ơng trục A-A: x Dải 0 4,75 9,5 14,75 20 24,75 29,5 1 0,00 4,15 -0,44 2,23 -0,45 4,15 0,00 2 0,01 26,18 -1,72 3,38 -1,72 26,18 0,01 3 - 0,01 12,68 -24,07 -2,47 -24,07 12,68 - 0,01 4 - 12,58 -30,74 -30,74 12,58 - 0,01 0,01 5 0,01 37,29 -70,58 -70,58 37,29 0,01 6 0,00 1,84 0,00 . cách từ trục trung hòa đến trục cáp là: )cm(7)mm(70 2 20 40 2 240 e Tổng góc xoay tính nh- sau: 32 1 222 )rad(0147,0 475 7 1 )rad(0295,0 475 77 3 )rad(0267,0 525 77 3 Vậy: ) rad ( 1418 , 0 0267 , 0 . 2 0295 , 0 . 2 0147 , 0 . 2 Suy. chuẩn thiết kế BTCT ƯLT là 12a300. Đặt thép th-ờng 12a300, = 0 ,3 1(% ). 1.2. Tính toán hao ứng suất: - Hao do chùng ứng suất của cốt thép: 4750 4750 5250 5250 47504750 70 70 70 70 70 1 1 2 2 3 3 0 HC 0 ch .1,0 R .22,0. là: )b (9 ,47 1 139 0 545 234 F F n e Trên toàn sàn, chọn n = 3. 47,9 = 1 43, 7(bó). Chọn n = 1 4 3( bó). 2. Tính toán nội lực cho sàn: Tính nội lực cho sàn bằng phần mềm SAFE 6.20 với các dải tính toán nh- vẽ ở trên. Giá trị Mômen