THIẾT KẾ HỆ KẾT CẤU CHUNG CƯ NGUYỄN VĂN CỪ  THẢO LOAN PLAZA  THEO PHƯƠNG ÁN KHUNG CỘT ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG (CFT) – DẦM S

Thời gian thi công nhanh hơn kết cấu bê tông, chi phí tiết kiệm hơn khung hoàn toànthép, khả năng chịu lực tăng lên so với kết cấu bê tông và kết cấu thép, tiết diện cấu kiện liênhợp sẽ

3.1.5 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt đứng (Vertical Shear) 21 3.1.6 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt ngang của sàn (Longitudinal Shear) 21

4.5.3 Kiểm tra khả năng chịu lực trong điều kiện chịu lửa 37

3.6 Kiểm tra tiết diện thép hình 50

2.3 Giá trị trung bình vận tốc gió (Mean Wind Velocity) 70

2.9 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn về sử dụng (SLS) 105

7.4 Kiểm tra các yêu cầu khi thiết kế theo phương pháp đơn giản 113

1.9.5 Kiểm tra ổn định cục bộ phần đầu dầm phụ cắt cánh 142

1.9.7 Kiểm tra khả năng chịu lực cục bộ của bụng dầm chính 142

2.1 Cấu tạo liên kết 142

4.3.1 Tính toán khả năng chịu kéo của bulong neo và khả năng chịu nén của bê tông 155

4.2 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền 176 4.3 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền 179

CHƯƠNG 1 KIẾN TRÚC

CÔNG TRÌNH:

CHUNG CƯ NGUYỄN VĂN CỪ - THẢO LOAN PLAZA

ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG:

KHU DÂN CƯ TRUNG SƠN MỞ RỘNG, ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN CỪ NỐI DÀI,

BÌNH CHÁNH, TPHCM

1 DẪN NHẬP

Các toà nhà ngày càng mọc cao hơn trước Đó là xu hướng tất yếu của một xã hội đềcao công năng Cụ thể nhất là việc tiết kiệm đất xây dựng vốn rất căng thẳng ở những đô thịlớn cùng nhiều yếu tố khác Thành phố Hồ Chí Minh trong vai trò là trung tâm kinh tế lớnnhất của Việt Nam trở thành một minh chứng sống động cho sự phát triển của các toà nhà.Khu căn hộ chung cư Nguyễn Văn Cừ - Thảo Loan Plaza cũng không nằm ngoài xu hướngđó

2 ĐẶC ĐIỂM XÂY DỰNG

2.1 Vị trí

Thảo Loan Plaza là khu phức hợp gồm 9 cao ốc, từ 14 đến 20 tầng, tổng diện tích sànkhoảng 116.600 m2, sau khi hoàn thành sẽ cung ứng cho thị trường 557 căn hộ, 3 tầng thươngmại, dịch vụ, văn phòng cho thuê

Nằm trong tổng thể khu dân cư Trung Sơn đã hoàn chỉnh cơ sở hạ tầng, bên cạnh rạch ÔngLớn, Thảo Loan Plaza có ưu thế tọa lạc trong khu vực giao thông thuận tiện, đi về trung tâmthành phố với 10 phút chạy xe và chỉ cách khu đô thị kiểu mẫu Phú Mỹ Hưng chưa đầy 5phút

Vị trí khu chung cư Nguyễn Văn Cừ - Thảo Loan Plaza

Công trình được thực hiện qua nhiều giai đoạn, trong đố giai đoạn 1, chủ đầu tư sẽ xâydựng trước hia khối nhà 3 và 4 (14 tầng nổi và 1 tầng hầm)

Tầng hầm với diện tích hơn 1.600 m2 (thông hai khối nhà), sau khi xây dựng xong sẽđược dùng làm bãi để xe, tầng trệt và lửng (2.770 m2) được dành làm khu thương mại và nhàtrẻ

Từ tầng 2 đến tầng 13 sẽ là các căn hộ cao cấp, riêng tầng 14 sẽ có 8 căn hộ biệt thự trên cao(penthouse)

3 GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG

Toàn nhà gồm 17 tầng với những đặc điểm:

- Mỗi tầng điển hình cao 3.6m

- Mặt bằng hình chữ nhật 26 x 56m được thiết kế dạng hình tháp tận dụng hết mặt bằng

và không gian

- Tổng chiều cao công trình 67.5m

Chức năng các tầng như sau:

- Tầng hầm:

o Diện tích tầng hầm lớn hơn các tầng khác được dùng làm bãi đỗ xe của tòanhà, có các phòng thang, phòng thiết bị kỹ thuật thang máy, phòng xử lý nướccấp và nước thải

o Tầng trệt và tầng lửng được dùng làm khu thương mại và nhà trẻ

o Tầng 2 – tầng 13 bao gồm các căn hộ cao cấp

o Tầng 14 có 8 căn hộ biệt thự trên cao

Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố

Các đường ống đứng qua tầng hầm đều được bọc gain, đi ngầm trong các hộp kỹ thuật

4.5 Di chuyển và phòng hỏa hoạn

Tòa nhà gồm 2 cầu thang bộ, 4 thang máy chính nhằm đảm bảo thoát người khi xảy ra hỏahoạn

Tại mỗi tầng đều có hệ thống báo cháy, các thiết bị chữa cháy

Dọc theo các thang bộ đều có hệ thống ống vòi rồng cứu hỏa

Ngoài ra tòa nhà còn được hệ thống chống sét

1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU CHO CÔNG TRÌNH

1.1 Phân loại nhà nhiều tầng

1.1.1 Theo hệ kết cấu chịu lực

Hệ kết cấu khung cứng chịu lực:

Hệ được tạo từ các thanh đứng và thanh ngang, liên kết cứng tại các nút tạo thành hệkhung phẳng hoặc khung không gian tạo ra các không gian lớn, thích hợp với các công trìnhcông cộng Hệ có sự làm việc rõ ràng nhưng khả năng chịu lực của công trình giảm đi nhiềukhi chiều cao công trình lớn

Hệ kết cấu vách cứng – lõi cứng:

Hệ có các cấu kiện thẳng đứng chịu tải trọng là các vách cứng được bố trí theo một hayhai phương, có hoặc không có liên kết các vách cứng tạo thành lõi cứng Hệ kết cấu này cóđặc điểm chịu tải trọng ngang tốt nên thường sử dụng cho các công trình từ 20-40 tầng Đốivới những nhà có chiều cao lớn hơn, kích thước vách cứng lớn nên thường ít dùng Hệ vách-lõi cứng giảm không gian sử dụng nhà, không được linh hoạt như hệ khung

Hệ kết cấu khung-giằng:

Hệ kết cấu kết hợp giữa hai hệ đã kể ở trên để tạo ra kết cấu vững chắc cho công trình

Hệ thống vách cứng được bố trí tại các tường biên, lỗ thang máy, thang bộ, các tường biên lànhững nơi tường liên tục trong nhà,… Trong hệ kết cấu này, thường vách cứng chịu tải trọngngang là chủ yếu tải trọng đứng được thiết kế chịu bởi hệ khung, nhờ vậy mà hệ kết cấu này

có khả năng chịu lực tốt nhưng vẫn đảm bảo có được không gian sử dụng lớn

1.1.2 Theo vật liệu sử dụng

Kết cấu bê tông truyền thống:

Ưu điểm: dễ tạo hình, có thể sản xuất tại công trường, chịu nhiệt tốt, chống phá hoại

ăn mòn tốt

Nhược điểm: tỷ số trọng lượng riêng và cường độ cao c = 2.4x10-3(1/m) , mất nhiềuthời gian cho thi công, lắp dựng coppha, chờ bê tông đạt cường độ chịu lực Khả năng chịukéo kém và phải có sự hỗ trợ của cốt thép

Kết cấu thép:

Ưu điểm: khả năng chịu lực tốt, trọng lượng nhẹ, tỷ số trọng lượng riêng và cường độthấp c=3.7x10-4(1/m), thi công nhanh, chú trọng độ chính xác cao, thích hợp điều kiện côngnghiệp hóa

Nhược điểm; chống ăn mòn và chịu nhiệt kém

Kết cấu liên hợp thép – bê tông:

HỢP THÉP – BÊ TÔNG

Sau khi so sánh hai phương án kết cấu bê tông và kết cấu thép, việc kết hợp hai loại kếtcấu trên là điều dễ thấy vì các ưu điểm của hai loại kết cấu trên sẽ kết hợp bổ khuyết chonhau

Thời gian thi công nhanh hơn kết cấu bê tông, chi phí tiết kiệm hơn khung hoàn toànthép, khả năng chịu lực tăng lên so với kết cấu bê tông và kết cấu thép, tiết diện cấu kiện liênhợp sẽ giảm đi rất nhiều so với cấu kiện bê tông, đọ cứng và sự làm việc dẻo có thể đạt đượcbằng cách kết hợp thép với bê tông

1.2 Lựa chọn giải pháp kết cáu công trình

1.2.1 Hệ kết cấu chịu lực

Công trình chung cư có chiều cao lớn (55m), tải trọng ngang lớn do gió sinh ranên lựa chọn hệ kết cấu khung – giẳng là điêu hợp lí về khả năng chịu lực và khônggian sử dụng

1.2.2 Vật liệu

Trong tương lai, vấn đề không gian ngày càng yêu cầu cao cùng với chất lượngcông trình nên việc áp dụng một loại vật liệu tương đối mới và có khả năng đáp ứngnhanh nhu cầu cấp thiết từ người dùng là một điều đáng quan tâm, vì vậy việc sử dụngvật liệu liên hợp (composite) vào công trình xây dựng là một điều hợp lí

2 GIỚI THIỆU KẾT CẤU LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

2.1 Giới thiệu

Trong kết cấu công trình xây dựng, sự kêt hợp giữa các loại vật liệu khác nhauthường thấy nhất là giữa thép và bê tông, mặc dù tính chất có khác nhau nhưng hailoại vật liệu này lại bổ trợ cho nhau:

- Bê tông chịu kéo kém nhưng chịu nén tốt

Từ lâu người ta đã sử dụng kết cấu thép cho nhà cao tầng, khung thép được tạothành từ các cột và dầm thép và thép hình cán nóng có tiết diện chữ I, H Các dâm thép

tạo thành một hệ lưới để đỡ sàn bê tông Nếu có sự trượt tự do giữa cánh dầm thép vàbản sàn bê tông thì chúng sẽ làm việc độc lập, tiết diện dầm thép sẽ được thiết kế chịutoàn bộ tải trọng từ sàn truyền vào Nếu sự trượt được hạn chế hoặc giảm thiểu thì tiếtdiện thép và bê tông sẽ làm việc cùng nhau.

Kể từ năm 1950, người ta băt đầu tạo liên kết giữa sàn bê tông và dầm thép hình

đỡ sàn bằng các liên kết cơ học Những liên kết đó loại trừ hoặc là giảm sự trượt tại bềmặt tiếp xúc giữa bê tông và thép, vì thế sàn bê tông và dầm thép sẽ làm việc chungtạo thành một kết cấu liên hợp gọi làm “dầm liên hợp”

Dầm thép thường và dầm liên hợp

Khi làm việc liên hợp, dưới tác dụng của momen dương, khả năng chịu lực củadầm sẽ tăng lên do có thêm phần bê tông của sàn chịu nén, còn đối với momen âm,khả năng chịu lực của dầm cũng sẽ tăng lên do có côt thép trong sàn chịu kéo Rõ ràngdầm liên hợp có độ cứng cao hơn, chịu lực tốt hơn, dùng tiết diện nhỏ hơn, vượt nhịplớn hơn so với dầm thép bình thường

Trong thực tế, các liên kết giữa thép và bê tông tạo ra từ chốt neo hoặc các liênkết cơ học khác hàn vào cấu kiện thép và nằm trọn trong sàn bê tông Lúc đầu, khi tínhtoán, người thiết kế giả thiết liên kết là tuyệt đối cứng triệt tiêu hoàn toàn sự trượt giữathép và bê tông Trong thực tế, để đạt đến một liên kết lý tưởng như thế thì cần phải cómột lượng lớn chốt neo hoặc các liên kết cơ học khác dẫn đến sự không kinh tế.Nhưng nếu xem khả năng chống trượt là không có hoặc chỉ có khả năng chống trượtkhông hoàn toàn hoặc khả năng chịu lực của tiết diện liên hợp sẽ không đạt hoặc đạtđược không hoàn toàn, đòi hỏi phải tăng kích thước tiết diện cũng như cường độ vậtliệu cũng dẫn đến sự không kinh tế Ngày nay có rất nhiều nghiên cứu “Liên kết chốngtrượt không hoàn toàn” giữa bê tông và thép dựa trên các thí nghiệm, mô phỏng để tìm

ra cách tính toán kinh tế nhất

2.2 Đặc tính của kết cấu liên hợp

Khi thiết kế một công trình, ngoài việc đảm bảo khả năng chịu lực, độ cứng dẻo củakết cấu mà còn phải đảm bảo các yêu cầu về kiên trúc, kinh tế, thi công, chịu nhiệt

2.2.1 Kiển trúc

Tiết kiệm được nhiều chi phí do sử dụng cấu kiện có tiết diện nhỏ hơn (độ cứng lớn

có khả năng vượt nhịp lớn, giảm độ võng, giảm chiều cao tiết diện) và lắp đặt nhanhtrong thi công

Lợi ích tỷ số nhịp và chiều cao (l/h=35) thể hiện

- Giảm chiều cao tiết diện dẫn đến giảm chiều cao toàn bộ công trình và tiết kiệm đượcdiện tích bao che

- Nhịp lớn hơn so với các kết cấu khác có cùng chiều cao dẫn đến tạo ra những khônggian rộng lớn, giảm số lượng cột trong mặt bằng

- Nhiều tầng hơn so với các kết cấu khác có cùng chiều cao

Kết cấu liên hợp được lắp đặt dễ dàng và nhanh hơn nên:

- Tiết kiệm chi phí thi công, thời gian hoàn thành công trình sớm

- Đưa công tình vào sử dụng dần đến thu hồi vốn nhanh hơn

2.2.3 Chịu nhiệt

Các công trình kết cấu thép cổ điển tốn rất nhiều chi phí để bảo vệ thép kết cấudưới tác dụng nhiệt của lửa Các kết cấu hiện đại và kết cấu liên hợp có thể chịu lửabằng cách kết hợp với bê tông cốt thép, bê tông sẽ bảo vệ thép do bê tông có khốilượng lớn và dẫn nhiệt kém

Các dầm và cột thép sẽ được bao bọc hoàn toàn hoặc một phần Điều này không chỉ giúp duytrì nhiệt độ thấp trong thép mà còn tăng khả năng chịu lực, tăng độ ổn định của cấu kiện

2.2.4 Thi công

Ngày nay sàn composite được sử dụng rộng rãi trong các công trình do các tiện lợiđem đến cho chủ đầu tư và đơn vị thầu

- Sàn công tác: Trước khi đổ bê tông, các tấm tôn sóng phục vụ như một sàn công tácrất an toàn

- Coppha cố định: Các tấm tôn sóng được phủ lên các dầm theo một phương, các tấmtôn đóng vai trò coppha trong quá trình đổ bê tông, có thể không cần các cây chốngphụ trong khi thi công, ngoài ra tấm tôn còn giữ nước rất tốt trong quá trình đổ bê tôngMặt dưới tấm thép vẫn giữ được sạch sẽ sau khi đổ bê tông và nếu sử dụng các tấmthép màu sẽ tăng tính thảm mỹ

- Cốt thép trong sàn: Cốt thép được đặt trong sàn sẽ tăng khả năng chịu momen dương,chống co ngót, nút do nhiệt độ, chịu momen âm là bản liên tục.Sự làm việc liên hợpđạt được khi sử dụng tấm thép sóng

- Tốc độ thi công nhanh, đơn giản: Thép tấm có trọng lượng nhẹ thuận lợi vận chuyển

và cât giữ ở công trường Một xe có thể vận chuyển 1500m2 thép tấm làm sàn, một đội

có thể lắp đặt 400m2 thép tấm trong ngày

- Chất lượng cấu kiện: các cấu kiện bằng thép được chế tạo tại nhà máy dưởi sự quản línghiêm ngặt, giảm thiểu được các yếu tố phát sinh, tăng độ chính xác cao

Thi công, xây lắp một công trình kết cấu liên hợp thép – bê tông rất nhanh và kinh

tế chia ra thành các quá trình sau:

- Đầu kiên khung thép có giằng hoặc không giằng sẽ được lắp dựng, nếu các ống thépđược lắp vào trong kết cấu thì các lồng cốt thép đã được lắp đặt cố định ở xường sảnxuất

- Các chi tiết truyền lực giữa bê tông và cốt thép như bracket, tấm thép đệm, neo chốngtrượt đã được chuẩn bị tại công xưởng để tăng tốc độ xây lắp và phải được lên kếhoạch chi tiết.Sau khi lắp đặt các cột xong, các dầm thép sẽ được lắp vào giữa các cột(có thể chỉ gác lên các cột)

- Sàn bê tông đúc sẵn hoặc tấm thép tôn để làm sàn được gác lên phục vụ như sàn côngtác, tấm coppha

- Cuối cùng đúc bê tông sàn và cột cùng một lúc Sau khi bê tông đông cứng, độ cứng

và khả năng chịu lực của cột và dầm sẽ tăng lên, liên kết sẽ tự động chuyển sang liênkết nửa cứng

HỢP THÉP – BÊ TÔNG

2.3 So sánh với các phương pháp khác

Bảng so sánh dầm liên hợp và dầm thép thông thường

Khả năng chịu lực ba loại dầm tương đương nhau nhưng khác nhau về độ cứng và chiều cao công trình, diện tích tiết diện dàm liên hợp có thể nói là tiết kiệm hơn dầm thép bìnhthường

Bảng so sánh tiết diện cột, dầm liên hợp với cột dầm bê tông cốt thép

2.4 Các cấu kiện cơ bản của khung liên hợp thép – bê tông

Khung liên hợp thép – bê tông

2.4.1 Sàn

Sàn bê tông cốt thép

Sàn bê tông ứng suất trước

Tấm thép tôn

HỢP THÉP – BÊ TÔNG

Liên kết bằng ma sát trong sàn composite

Liên kết bằng cơ học trong sàn composite

Liên kết bằng neo trong sàn composite

2.4.2 Dầm

Dầm composite

Các kiểu liên kết chống trượt

2.4.3 Cột

Tiết diện cột composite

CHƯƠNG 3

SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG

Sàn coposite là bản sàn một phương, các bản sàn gác lên các dầm phụ, các dầm phụ gáclên các dầm chính vuông góc, các dầm chính thì gác lên cột Tùy theo ô bản lớn hay bé mà sửdụng cây chống trong quá trình thi công, các ô bản có nhịp nhỏ hơn 3.5m thì không cần sửdụng cây chống.

Ưu điểm sàn composite:

- Thi công nhanh, an toàn

- Làm sàn công tác an toàn cho công nhân bên dưới

- Nhẹ hơn sàn bê tông cốt thép

- Chất lượng cao do sai số kỹ thuật ít

2 TÍNH TOÁN TẤM THÉP TÔN LÀM VIỆC NHƯ COPPHA SÀN

Khi làm việc như sàn công tác, coppha sàn, tấm thép tôn chịu các tải trọng

- Trọng lượng bê tông ướt và tấm thép

- Tải trọng thi công

- Tải thiết bị nếu có

- Tải trọng bê tông tăng lên do sóng tấm thép tôn võng xuống và bê tông ướt trong quátrình thi công

Theo Eurocode 4, trong phạm vi 3x3m (hoặc nhịp tấm tôn nhỏ hơn 3m), tải trọng thicông tập trung là 1.5 kN/m2 và tải trọng thi công phần bố là 0.75 kN/m 2, điều này kể đến ảnhhưởng của quá trình thi công và do cấu tạo tấm thép tôn võng xuống, các tải này sẽ được đặttại vị trí gây momen lớn nhất trên tấm tôn

Tải trọng trên tấm tôn một nhịp và nhiều nhịp

Trong điều kiện thi công thực tế ở Việt Nam, để đơn giản và an toàn trong quá trìnhtính toán, tải thi công được đề nghị có giá trị 2.5 kN/m2 và phân bố đều trên toàn bộ nhịp tấmtôn, điều này sẽ phản ánh đúng thực tế thi công và an toàn trong thiết kế



fyp: giới hạn chảy của thép tấm tôn

Weff: modun chống uốn tính toán của tiết diện

γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1ap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1

2.2 Trạng thái giới hạn thứ hai

Tác dụng bê tông bị nứt có thể xem đến trong những trường hợp sau:

- Phân phối lại momen,giảm momen âm tại gối (tối đa 30%), tăng momen nhịp sao chobiểu đồ momen hợp lí

- Bỏ qua khả năng chịu lực cốt thép tại gối, xem sàn làm việc như dầm đơn giản Lượngcốt thép tối thiểu được đặt vào theo cấu tạo

- Tính sàn như dầm với momen quán tính tiết diện thay đổi trên chiều dài dầm có tínhđến sự nứt của tiết diện bê tông

3.1.2 Tải trọng

- Tải trọng bản thân sàn liên hợp (tấm thép tôn và bê tông)

- Tải trọng bản thân tác dụng dài hạn

- Hoạt tải

3.1.3 Kiểm tra khả năng chịu momen dương

- Sự làm việc vật liệu được lí tưởng với ứng suất dẻo cứng, biểu đồ phân bố ứng suấtdạng chữ nhật

- ứng suất thép được tính toán với cường độ tính toán fyp/γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1yp, ứng suất trong bê tôngđược tính toán với cường độ 0.85fck/γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1c, ứng suất trong cốt thép được tính toán vớicường độ fsk/γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1s

- Cố thép chống nứt hay cốt thép chịu momen ân có thể được đặt trọng phần sàn bê tông

- Cốt thép trong vùng nén khi tiết diện chịu momen dương có thể bỏ qua trong thànhphần chịu momen dương

Trường hợp 1: Trục trung hòa phía trên tấm tôn

Phân bố ứng suất chịu momen dương khi trục trung hòa nằm phía trên sóng tôn

Bỏ qua khả năng chịu lực của bê tông trong vùng chịu kéo

Chiều cao vùng bê tông chịu nén từ phương trình cân bằng hợp lực kéo trong tấm tôn Np, vàlực nén trong bê tông Ncf

0.85

p yp ap pl

ck c

A f x

dp: khoảng cách từ đỉnh sàn đến trọng tâm tấm thép tôn

Khả năng chịu momen dương

Trường hợp 2: Trục trung hòa nằm trong tấm thép tôn

Phân bố ứng suất chịu momen dương khi trục trung hòa nằm trong sóng tôn

Bỏ qua khả năng chịu lực của bê tông trong vùng chịu kéo

Bỏ qua khả năng chịu lực của bê tông trong sườn tấm thép tôn

Biểu đồ ứng suất chia thành hai biểu đồ biểu diển khả năng chịu uốn

- Biểu đồ 1: cân bằng lực nén Ncf trong bê tông và lực kéo Np phần thép chịu kéo phíatrên trọng tâm tấm thép tôn

- Biểu đồ 2: cặp lực cân bằng trong tấm thép tôn, momen tương ứng Mpr là momen dẻogiảm của tấm thép tôn được xác định từ khả năng chịu momen của tấm thép tôn Mpathông qua thực nghiệm

Mối quan hệ thí nghiệm giữa Mpr và Mpa

Khả năng chịu uốn tính toán

ep: khoảng cách từ trục trung hòa đến mép dưới tấm tôn

e: khoảng cách từ trọng tâm tấm tôn đén mép dưới tấm tôn

3.1.4 Kiểm tra khả năng chịu momen âm

- Trục trung hòa thường qua tấm thép tôn đối với dạng phá hoại dẻo âm

- Bỏ qua khả năng chịu nén của tấm thép tôn trong vùng nén do tấm mỏng dễ mất ổnđịnh

- Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông trong vùng chịu kéo nếu xét đến tấm sàn bêtông dày không có tấm thép tôn

- Các cốt thép trong vùng chịu kéo sẽ nhận toàn bộ lực kéo

Phân bố ứng suất tiết diện chịu momen âm

Khả năng chịu momen âm của tiết diện

s ,

min

2000.035 1

3.1.6 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt ngang của sàn (Longitudinal Shear)

Nhằm đánh giá khả năng chịu lực trung bình dưới tác dụng của lực cắt τu dọc theo chiềudài cắt Ls, τu phụ thuộc vào loại tôn và chỉ được xác định với một loại tôn đã biết (hướng của

gờ, trạng thái bề mặt…)

Ta không tính toán cụ thể lực cắt τu mà sử dụng lực cắt đứng (Vertical Shear) để thaythế cho lực cắt ngang (Longitudinal Shear) trên chiều dài Ls Mối quan hệ giữa hai lực cắt này

có thể tính toán cụ thể khi sàn làm việc đàn hồi Khi sàn làm việc đàn dẻo hoặc dẻo, mối quan

hệ trên không còn rõ ràng nữa và ta sử dụng phương pháp m-k Đó là một phương pháp gầnđúng được xây dừng trên các thí nghiệm

Dựa trên các thí nghiệm xác định được m và k phụ thuộc vào đặc trưng tấm tôn sử dụngCông thức tính đưa ra

,

p p

Chiều dai cắt Ls phụ thuốc vào dạng chất tải

- Tải trọng phân bố đều Ls=L/4

- Tải trọng tập trung Ls là khoảng cách từ vị trí chất tải đến gối tựa gần nhất

3.1.7 Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng

Dưới tác dụng của lực tập trung lớn, sàn có thể bị phá hoại bởi lực chọc thủng bởi lực cắttrên chu vi tác dụng của lực tập trung

Chu vi phá hoại chọc thủng (punching shear)

Khả năng chống xuyên thủng của sàn được tính bởi công thức

Trong đó cp là chu vi phá hoại của lực tập trung tính theo góc 450 từ mặt trên sàn

3.2 Trạng thái giới hạn thứ hai

3.2.1 Độ võng

Độ võng sàn liên hợp được quy định theo tiêu chuẩn EC3

- Độ võng toàn phần do tĩnh tải và hoạt tải

Bề rộng vết nứt không vượt quá 0.3mm

Tại tiết diện chịu momen dương, đã có tấm thép tôn phía dưới nên chỉ cần kiểm tra tại vùng momen âm

Bản sàn liên tục được tính toán như một dãy các dầm đơn giản thì diện tích tiết diện thép chống nứt không nhỏ hơn:

- 0.2% diện tích bê tông phía trên sóng tôn trong trường hợp thi công không có cây

70 120

51

Tiết diện tấm thép tôn điển hình và sàn liên hợp

Giới hạn chảy fyp = 350 N/mm2

Khoảng cách trọng tâm từ đáy tôn e = 20.4 mm

Momen quán tính đối với trọng tâm I = 0.72x106 mm4/m

Khả năng chịu lực cắt ngang m = 161 N/mm2

Thể tích bê tông trên 1m2 sàn Vc = 0.098 m3/m2

4.2.2 Bê tông

Tương đương cấp độ bền B25 (M350) theo TCXDVN 356-2005

Trọng lượng riêng γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1 = 25 kN/m3

Cường độ chịu nén mẫu trụ fck = 20 N/mm2

Cường độ chịu kéo mẫu trụ fctm = 2.2 N/mm2

4.2.3 Cốt thép

Sử dụng loại thép tương thích với điều kiện thực tế ở Việt Nam

Tĩnh tải γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1G = 1.35

Hoạt tải γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1Q = 1.50

Bê tông γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1c = 1.50

Thép tôn, thép kết cấu γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1a = 1.10

Cốt thép thanh γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1s = 1.15

Hệ số tính toán lực cắt γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1VS = 1.25

4.3 Thép tôn làm việc như coppha trong giai đoạn thi công

4.3.1 Sơ đồ tính

Quá trình thi công sàn có hệ cây chống hỗ trợ giữa nhịp

Giả thuyết bề rộng cánh dầm ít nhất là 150 mm và đoạn kê lên của tấm sàn lên dầm là 50mmKhoảng cách lớn nhất giữa các dầm phụ trên mặt bằng sàn là 3m

Chiều dài tính toán cho mỗi nhịp bản tôn sàn:

Tấm thép tôn làm việc như coppha trong quá trình thi công.

Trọng lượng riêng bê tông tăng lên 1 kN/m3 do bê tông ướt trong quá trình thi công

Trọng lượng riêng bê tông ướt γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1 = 26 Kn/m3

Trọng lượng tấm tôn wap = 0.102 Kn/m2

Tĩnh tải sàn tiêu chuẩn:

Hoạt tải thi công tiêu chuẩn (trong điều kiện thi công ở Việt Nam):

22.5( / )

Hoạt tải thi công tính toán:

22.5 1.5 3.75( / )

Thỏa mãn điều kiện độ võng tấm tôn trong quá trình thi công

4.4 Sàn làm việc giai đoạn liên hợp

4.4.1 Sơ đồ tính

Sàn liên hợp được thiết kế như một dãy các dầm đơn giản

Trong giai đoạn làm việc không còn sự có mặt của cây chống hỗ trợ

Sàn làm việc như một dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều có các gối tựa là dầm thép hình đỡ sàn

Đối với tính toán sàn chịu uốn, nhịp tính toán sàn:

Trọng lượng riêng bê tông γap: hệ số an toàn tấm thép tôn,lấy bằng 1.1 = 25 Kn/m3

Tĩnh tải sàn hoàn thiện gf = 1.3 Kn/m2

Tĩnh tải sàn tiêu chuẩn

Hoạt tải sàn tiêu chuẩn công trình chung cư

22.0( / )

Hoạt tải tiêu chuẩn

22.0 1.2 3.2( / )

Hoạt tải tính toán

23.2 1.5 4.8( / )

Chiều cao vùng bê tông chịu nén:

Phân bố ứng suất tại tiết diện chịu momen dương

ck c

Kiểm tra theo phương pháp m-k

Các thông số sẽ được nhà sản xuất cung cấp kèm theo

p p

Thỏa mãn khả năng chịu lực cắt dọc

4.4.3.4 Kiểm tra khả năng chịu chọc thủng

Hoạt tải tính toán tập trung trên vùng diện tích 50x50mm:

Khi đặt cốt thép, chiều cao hữu hiệu theo hai phương lần lượt 55 mm và 65 mm

Tỉ lệ cốt thép theo hai phương trên bề rộng 1 m bản sàn:

393

0.007

1000 55393

0.006

1000 650.0065 0.02

s x

ex s y

Thỏa mãn khả năng chịu chọc thủng

4.4.3.5 Kiểm tra khả năng chịu uốn cục bộ

Khả năng chịu uốn cục bộ sàn

Bề rộng hữu hiệu cùa sàn liên hợp đối với tải tập trung

Momen dương trên một đơn vị bề rộng bản theo phương AD:

Ed Ed

s sk Rd

Thỏa mãn khả năng chịu momen

4.4.4 Kiểm tra vết nứt phía trên dầm thép

Để đảm bảo tính liên tục của bản sàn qua dầm thép đỡ sàn bên dưới yêu cầu cốt thép trong sàn

có hàm lượng tối thiểu 0.4% diện tích bê tông trên tấm tôn

Diện tích cốt thép tối thiểu chống nứt:

2 0.4% A c  0.004 1000 70 280(    mm / )m

Kiểm tra:

0.4% A c  280(mm / )m A s  393(mm / )m

Cốt thép đã chọn d10@200 thỏa mãn khả năng chống nứt