kết cấu tính sàn điển hình

kết cấu tính sàn điển hình

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 CHƯƠNG 1 : TÍNH SÀN ĐIỂN HÌNH Do công trình sử dụng kết cấu khung chòu lực là chính nên dùng phương án sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tương đối tốt nhất vì sàn có khả năng chòu tải lớn và làm tăng độ cứng , độ ổn đònh cho toàn công trình . 1 * Vật liệu : Bêtông mác 300 : Rn = 130 (KG/cm 2 ) ; Rk = 10 (KG/cm 2 ) Thép sàn loại C II : Ra = 2600 (KG/cm 2 ) . 2 * Xác đònh bề dày sàn (hs) : phải thỏa các điều kiện sau Sàn phải đủ độ cứng để không bò rung động , dòch chuyển khi chòu tải trọng ngang (gió, bảo, động đất .) làm ảnh hưởng đến công năng sử dụng . Độ cứng trong mặt phẳng sàn đủ lớn để khi truyền tải trọng ngang vào vách cứng, lỏi cứng giúp chuyển vò ở các đầu cột bằng nhau . Trên sàn , hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vò trí nào trên sàn mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn . Chọn bề dày sàn : D l hs m × = với D = 0.9 ( hoạt tải tiêu chuẩn thuộc loại nhẹ ) l = 7.6 m ( cạnh ngắn ) m = 55 ( bản kê liên tục ) → 0.9 7.6 55 hs × = = 12.4 (cm);để đảm bảo an toàn, tăng bề dày sàn thêm 20% Vậy chọn bề dày sàn hs = 15 (cm) để thiết kế . 3 * Xác đònh nội lực sàn : a/ Tónh tải : PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 * Trọng lượng bản thân sàn : sàn cấu tạo gồm 4 lớp Các lớp cấu tạo sàn γ (KG/m 3 ) g tc (KG/m 2 ) HSVT g tt (KG/m 2 ) 1. Gạch men Ceramic (2cm) 2. Vữa Ximăng, cát (2 cm) 3. Bản BTCT ( 15 cm ) 4. Vữa Ximăng, cát (1,5 cm) 2000 1800 2500 1800 0.02 ×2000 = 40 0.02 × 1800 = 36 0.15 × 2500 = 375 0.015 × 1800 = 27 1.2 1.1 1.1 1.1 48 39.6 412.5 29.7 → Trọng lượng bản thân kết cấu sàn : g tt sàn = 530 (KG/m 2 ) * Tải phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn : Tải trọng của các vách ngăn (tường) được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn . Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100 ; g tt t = 180 (KG/m 2 ) Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200 ; g tt t = 330 (KG/m 2 ) Các khung nhôm + kính : g tt = 30 (KG/m 2 ) . Sàn Kích thước, diện tích sàn Diện tích tường trên sàn ( m 2 ) γ (KG/m 2 ) HS VT g qđ t (KG/m 2 ) 1 9.9m × 11.6m ( 115 m 2 ) 65.36 m 2 tường 10 . 15.4 m 2 tường 20 180 330 1.1 1.1 161 2 7.6m × 9.8m ( 74.48 m 2 ) 71.2 m 2 tường 10 180 1.1 190 3 7.6m × 9.8m ( 74.48 m 2 ) 71.2 m 2 tường 10 180 1.1 190 4 6.6m × 7.6m ( 50.16 m 2 ) 3.16 m 2 tường 20 44.22 m 2 tường 10 5.43 m 2 kính khung nhôm 330 180 30 1.1 1.1 1.1 200 5 7.6m × 9.8m ( 74.48 m 2 ) 56.3 m 2 tường 10 180 1.1 150 6 6.6m × 7.6m ( 50.16 m 2 ) 3.16 m 2 tường 20 44.22 m 2 tường 10 5.43 m 2 kính khung nhôm 330 180 30 1.1 1.1 1.1 200 7 4.5m × 6.6m ( 29.7 m 2 ) Không có tường trên sàn 8 4.6m × 7.6m ( 34.96 m 2 ) 32.34 m 2 tường 10 180 1.1 183 9 10 11 2.35m × 6.6m ( 15.51m 2 ) 1.2m × 7.6m (9.12 m 2 ) 1.2m × 3.95m ( 4.74 m 2 ) Không có tường trên sàn Nt nt C.T 2.6m × 2.8m ( 7.28 m 2 ) 7.3 m 2 tường 10 180 1.1 200 b/ Hoạt tải : dựa vào công năng của các ô sàn ; tra tiêu chuẩn ta có P tc của các ô sau đó nhân thêm với hệ số giảm tải cho sàn . Hệ số giảm tải : ψ = 0.4 + 0.6 9 A với A : diện tích chòu tải > 9 (m 2 ) PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 Sàn Chức năng Diện tích (m 2 ) p tc (KG/m 2 ) P tt (KG/m 2 ) hệ số ψ p tt sàn (KG/m 2 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C.T Phòng khách/ăn/bếp/WC Nt Nt nt nt Sảnh cầu thang Phòng ngủ Phòng giặt, chứa đồ Ban công Nt Bản cầu thang 115 74.48 74.48 50.16 74.48 50.16 29.7 34.96 15.51 9.12 4.74 7.28 200 200 200 200 200 200 300 200 200 200 200 300 240 240 240 240 240 240 360 240 240 240 240 360 0.57 0.61 0.61 0.65 0.61 0.65 1 0.71 0.86 1 1 1 137 147 147 157 147 157 360 169 206 240 240 360 BẢNG KẾT QUẢ TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI SÀN Sàn Tónh tải tính toán (KG/m 2 ) G tt (KG/m 2 ) P tt sàn (KG/m 2 ) Tổng tải sàn q S (KG/m 2 ) TLBT Tường qui đổi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C.T 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 530 161 190 190 200 150 200 0 183 0 0 0 200 691 720 720 830 680 730 530 713 530 530 530 730 137 147 147 157 147 157 360 169 206 240 240 360 828 867 867 887 827 887 890 882 736 770 770 1090 4*/ Tính cốt thép : a/ Tính cốt thép các ô loại bản kê bốn cạnh : Các bản làm việc theo 2 phương ( l 2 / l 1 < 2 ) ; liên kết ngàm 4 cạnh và tải phân bố đều . Tính toán các ô bản theo sơ đồ đàn hồi ; tra bảng các hệ số m 91 ;m 92 ; k 91 ; k 92 M 1 = m 91 × q S × l 1 × l 2 ; M 2 = m 92 × q S × l 1 × l 2 M I = k 91 × q S × l 1 × l 2 ; M II = k 92 × q S × l 1 × l 2 Giả thiết : a bv = 2 cm ; → h o = 13 cm . PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 Các công thức tính toán : A = 2 o M Rn b h× × ; γ = 0.5 × (1+ 1 2A− ) o M Fa Ra h γ = × × ; µ % o Fa b h = × Ô L 2 /l 1 q S 2 m KG m 91 m 92 k 91 k 92 M 1 KG.m M 2 KG.m M I KG.m M I I KG.m 1 1.17 828 0.0201 0.0146 0.0464 0.0339 1911 1388 4412 3223 2 1.29 867 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 1343 794 3067 1815 3 1.29 867 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 1343 794 3067 1815 4 1.15 887 0.02 0.015 0.0461 0.0349 890 667 2051 1553 5 1.29 827 0.0208 0.0123 0.0475 0.0281 1281 758 2926 1731 6 1.15 887 0.02 0.015 0.0461 0.0349 890 667 2051 1553 7 1.47 890 0.0209 0.0097 0.0467 0.022 552 256 1234 582 8 1.65 882 0.0202 0.0074 0.0446 0.0164 623 228 1375 506 CT 1.08 1090 0.019 0.0165 0.0448 0.0384 151 131 355 305 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M 1 Ô L 1 (m) L 2 (m) M 1 KG.cm h o (cm) A 1 γ 1 Fa 1 (cm 2 ) Chọn Thép Fa 1 chọn µ % 1 9.9 11.6 191100 13 0.087 0.954 5.92 φ 10 a120 6.54 0.503 2 7.6 9.8 134300 13 0.061 0.968 4.10 φ8 a120 4.19 0.322 3 7.6 9.8 134300 13 0.061 0.968 4.10 φ8 a120 4.19 0.322 4 6.6 7.6 89000 13 0.041 0.979 2.69 φ8 a120 2.79 0.215 5 7.6 9.8 128100 13 0.058 0.97 3.91 φ8 a120 4.19 0.322 6 6.6 7.6 89000 13 0.041 0.979 2.69 φ 8 a120 2.79 0.215 7 4.5 6.6 55200 13 0.025 0.987 1.65 φ8 a200 2.5 0.192 8 4.6 7.6 62300 13 0.028 0.986 1.87 φ8 a180 2.79 0.215 CT 2.6 2.8 15100 13 0.007 0.997 0.45 φ8 a200 2.5 0.192 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M 2 Ô L 1 (m) L 2 (m) M 2 (KG.cm) h o (cm) A 2 γ 2 Fa 2 (cm 2 ) Chọn Thép Fa 2 chọn µ % 1 9.9 11.6 138800 13 0.063 0.967 4.25 φ10a180 4.63 0.356 2 7.6 9.8 79400 13 0.036 0.982 2.39 φ8 a200 2.5 0.192 3 7.6 9.8 79400 13 0.036 0.982 2.39 φ8 a200 2.5 0.192 4 6.6 7.6 66700 13 0.03 0.985 2.00 φ8 a200 2.5 0.192 5 7.6 9.8 75800 13 0.035 0.982 2.28 φ8 a180 2.79 0.215 6 6.6 7.6 66700 13 0.03 0.985 2.00 φ8 a200 2.5 0.192 7 4.5 6.6 25600 13 0.012 0.994 0.76 φ8 a200 2.5 0.192 8 4.6 7.6 22800 13 0.01 0.995 0.68 φ8 a200 2.5 0.192 PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 CT 2.6 2.8 13100 13 0.006 0.997 0.39 φ8 a200 2.5 0.192 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M I Ô L 1 (m) L 2 (m) M I (KG.cm) h o (cm) A I γ I Fa I (cm 2 ) Chọn Thép Fa I chọn µ % 1 9.9 11.6 441200 13 0.201 0.887 14.72 φ12a80 14.14 1.088 2 7.6 9.8 306700 13 0.14 0.925 9.81 φ12a80 14.14 1.088 3 7.6 9.8 306700 13 0.14 0.925 9.81 φ10a80 9.81 0.755 4 6.6 7.6 205100 13 0.093 0.951 6.38 φ10a120 6.54 0.503 5 7.6 9.8 292600 13 0.133 0.928 9.33 φ10a80 9.81 0.755 6 6.6 7.6 205100 13 0.093 0.951 6.38 φ10a120 6.54 0.503 7 4.5 6.6 123400 13 0.056 0.971 3.76 φ10a200 3.92 0.302 8 4.6 7.6 137500 13 0.063 0.968 4.20 φ10a180 4.63 0.356 CT 2.6 2.8 35500 13 0.016 0.992 1.06 φ8a200 2.5 0.192 BẢNG KẾT QUẢ CỐT THÉP CHO M I I Ô L 1 (m) L 2 (m) M I I (KG.cm) h o (cm) A I I γ I I Fa I I (cm 2 ) Chọn Thép Fa I I chọn µ % 1 9.9 11.6 322300 13 0.147 0.92 10.36 φ12a100 11.3 0.87 2 7.6 9.8 181500 13 0.083 0.957 5.61 φ10a140 5.61 0.432 3 7.6 9.8 181500 13 0.083 0.957 5.61 φ10a140 5.61 0.432 4 6.6 7.6 155300 13 0.071 0.963 4.77 φ10a160 4.91 0.378 5 7.6 9.8 173100 13 0.079 0.959 5.34 φ10a120 6.54 0.503 6 6.6 7.6 155300 13 0.071 0.963 4.77 φ10a160 4.91 0.378 7 4.5 6.6 58200 13 0.026 0.987 1.75 φ8a200 2.5 0.192 8 4.6 7.6 50600 13 0.023 0.988 1.51 φ8a200 2.5 0.192 CT 2.6 2.8 30500 13 0.014 0.993 0.91 φ8a200 2.5 0.192 b/ Tính cốt thép các ô loại bản dầm : * Ô số 9 : l 2 = 6.6m ; l 1 = 2.35m ; q S = 736 (KG/m) Tỉ số 2 1 l l = 2.81 > 2 nên tính theo trường hợp bản loại dầm ; cắt 1 dãy bản rộng b=1m theo phương cạnh ngắn để tính . PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 10 l = 2.35m 2 M=ql /24 M=ql /12 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 M nh = 24 S q l× = 2 736 2.35 24 × = 169.4 (KG.m) M g = 2 12 q l× = 2 736 2.35 12 × = 138.8 (KG.m) Cốt thép ở nhòp: dự kiến dùng φ8 → bề dày lớp bảo vệ : a o = 1.5 + 0.4 = 1.9 (cm) h o = 15 – 1.9 = 13.1 (cm) ; A = 2 0 nh n M R b h× × = 2 16940 130 100 13.1× × =0.008 → γ = 0.996 Diện tích cốt thép cần : Fa = 0 nh M Ra h γ × × = 16940 2600 0.996 13.1× × = 0.5 (cm 2 ) Chọn cốt thép cho nhòp theo cấu tạo φ8 a200 với Fa nh chọn = 2.5 (cm 2 ) + Cốt thép ở gối : dự kiến dùng φ8 → ho = 13.1 (cm) . A = 2 0 g M Rn b h× × = 2 33880 130 100 13.1× × = 0.016 → γ = 0.992 Fa = 0 g M Ra h γ × × = 13880 2600 0.992 13.1× × = 0.41 (cm 2 ) Chọn cốt thép cho gối theo cấu tạo φ8 a200 với Fa g chọn = 2.5 (cm 2 ) - Cốt thép đặt theo phương cạnh dài của ô bản : lấy theo cấu tạo φ8 a200 . * Ô bản 10 & 11 : đây là bản dầm; cắt 1 dãy rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn ; sơ đồ tính là một dầm công xôn . Ô 10 : l 1 = 1.2m ; l 2 = 7.6m Ô 11 : l 1 =1.2m ; l 2 = 3.95m Tổng tải tác dụng : q S = 770 (KG/m) Sơ đồ tính : M ng = 2 2 S q l× = 2 770 1.2 2 × = 554.4 (kg.m) = 55440 (KG.cm) Tính cốt thép : dùng φ8 ; có h o = 13.1 (cm) . A = 2 0 ng M Rn b h× × = 2 55440 130 100 13.1× × = 0.0.25 → γ = 0.987 PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 11 q S = 770 (KG/m) 1,2 m ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 1996 – 2001 Fa = 0 ng M Ra h γ × × = 55440 2600 0.987 13.1× × = 1.65 (cm 2 ) Chọn thép đặt theo cấu tạo φ8 a200 ; Fa chọn = 2.5 (cm 2 ) Phương cạnh dài cũng chọn thép theo cấu tạo φ8 a200 . PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN Trang 12 . TÍNH SÀN ĐIỂN HÌNH Do công trình sử dụng kết cấu khung chòu lực là chính nên dùng phương án sàn BTCT đổ toàn khối là giải pháp tương đối tốt nhất vì sàn. bề dày sàn thêm 20% Vậy chọn bề dày sàn hs = 15 (cm) để thiết kế . 3 * Xác đònh nội lực sàn : a/ Tónh tải : PHẦN KẾT CẤU – Chương 1 : KẾT CẤU SÀN