KẾT CẤU BÊ TÔNG 2 (CẤU KIỆN NHÀ CỬA)

KẾT CẤU BÊ TƠNG (CẤU KIỆN NHÀ CỬA) BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: hohuuchinh@hcmut.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCXDVN 356-2005, Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tơng bê tơng cốt thép, Nhà xuất Xây dựng, 2006 (thay tiêu chuẩn TCVN 5574:1991) [2] Kết cấu bê tơng cốt thép - Phần cấu kiện bản, Phan Quang Minh (chủ biên), Nhà xuất KHKT, 2006 [3] Kết cấu bê tơng cốt thép - Cấu kiện nhà cửa (Tập 2), Võ Bá Tầm, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM, 2003 [4] Kết cấu bê tơng cốt thép - Phần kết cấu nhà cửa, Ngơ Thế Phong (chủ biên), Nhà xuất KHKT, 2006 BỘ MÔN CÔNG TRÌNH KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG GV: Hồ Hữu Chỉnh Email: hohuuchinh@hcmut.edu.vn Chương Sàn phẳng BTCT 1.1 Khái niệm chung sàn phẳng BTCT 1.2 Sàn sườn tồn khối có dầm 1.3 Sàn sườn tồn khối có kê cạnh 1.4 Sàn có dầm trực giao 1.5 Sàn cờ 1.6 Sàn gạch bọng 1.7 Sàn nấm (sàn khơng dầm) 1.8 Sàn panel lắp ghép Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang trang I_1 I_1 1.4 Sàn có dầm trực giao u cầu DẦM TRỤC CỘT L1 , L2 < m EJ c EJ dc ≥(6 - 8) ldc lc dầm ngang L1 DẦM TRỤC C dầm dọc Tải trọng q Bản L1 Dầm ngang & dọc L2 A L2 B L2 C L2 D E ¾ Bố trí dầm trực giao ⇒ giảm độ võng + chống rung Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT Dầm trục Cột trang trang I_39 I_39 1.4.1 Tính hệ dầm trực giao pp đơn giản A B D1 Dầm D2 (phụ) Y1 L1 Dầm D1 (chính) X2 L1 D2 L2 X1 X2 Y1 X1 L2 Dầm trục B W1 u cầu L1 , L2 < m S D1 >> S D Y1 X1 W1 Dầm trục Z1 Z1 ¾ Tính sàn nhỏ ⇒ kê cạnh (độc lập hay liên tục) Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang trang I_40 I_40 1.4.2 Tính hệ dầm trực giao hệ khơng gian Y1 A B D1 Dầm D2 L1 L1 D2 L2 Y1 X1 X1 trực giao phản lực X1, Y1 Dầm D1 L2 Dầm trục B u cầu L1 , L2 < m S D1 ≈ S D ¾ Dùng SAP2000 ⇒ nội lực dầm Y1 W1 X1 Dầm trục W1 Z1 Z1 ¾ Tính sàn nhỏ ⇒ kê cạnh (độc lập hay liên tục) Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_41 I_40 I_41 1.5 Sàn cờ (ơ lưới) u cầu L1 , L2 = - m EJ dc EJ c ≥(6 - 8) ldc lc L1 Tải trọng q L1 Bản L1 Dầm cờ L2 A L2 B L2 C L2 D E Dầm trục Cột ¾ Dầm cờ lưới cột 8-10m ⇒ giảm độ võng+chống rung Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_42 I_40 I_42 1.5.1 Tính sàn cờ b ¾ Chiều dày bản: 6-8 cm ¾ Kích thước: a, b = 1-2m b L1 ¾ Tính nội lực kê cạnh: đơn hay liên tục b ¾ Cốt thép dọc thường bố trí theo cấu tạo (mơmen uốn nhỏ) b a A a B a C a D E L2 Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_43 I_40 I_43 1.5.2 Tính dầm cờ ¾ Cách dùng SAP2000, bảng tra để tính nội lực b ¾ Cách dùng cơng thức đơn giản để tính nội lực: b - Tải trọng q1 , q2 theo phương L1 , L2 L42 L41 q ; q2 = q q1 = L1 + L42 L1 + L42 L1 f1 f2 f1 f2 - Nội lực max dầm bq2 L22 aq1 L21 M C ,max = ; M 3,max = 8 bq L aq L QC ,max = 1 ; Q3,max = 2 2 - Nội lực max dầm // lại: M i ,max = k1 M C ,max ; M j ,max = k M 3,max f3 b b a A a B a C a D E L2 a , b = - 2m L1 , L2 = - 10 m Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT Qi ,max = k1QC ,max ; Q j ,max = k 2Q3,max 16 x (α2 - 2α23 +α24 ) ; α2 = i ; xi = a,2 a,3a L2 xj 16 k = (α1 - 2α1 +α1 ) ; α1 = ; x j = b,2b,3b L1 k1 = trang I_40 trang I_44 I_40 I_44 1.6 Sàn gạch bọng - Lớp gạch lát sàn - Lớp vữa ximăng lót - Bản sàn BTCT: hb = 40-60, thép φ6-8@200 đặt - Dầm gân: bs = 70-80, - Gạch bọng: cách âm, cách nhiệt đai φ6-8@200 1-2 nhánh - Lớp vữa ximăng hồn thiện hb H hs Lb bs Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT Lb bs Lb bs Lb trang I_40 trang I_45 I_40 I_45 1.7 Sàn nấm (sàn khơng dầm) - chiều dài nhịp = 6-9 m - chịu tải trọng trung bình (văn phòng làm việc) - sử dụng pa-nen để giảm ứng suất cắt (trực tiếp mơmen gây ra) đầu cột c1 = (0,2 → 0,3) L c1 c2 ≥0,35 L c1 c1 hb 45o Kiểu đầu cột Kiểu mũ cột A Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT 45o 45o c2 c2 Kiểu mũ cột B Kiểu mũ cột C trang I_40 trang I_48 I_40 I_48 1.7.1 Chiều dày sàn nấm l1 l1 l2 a/- Khơng đầu cột l1 l2 l l Chọn sơ bộ: hb = → 35 30 l2 ≤55 hb l2 l1 qk1 l2 hb Ghi l2 ≥ l1 b/- Có đầu cột - q: tải tồn phần, đơn vị kPa hb ≥ hb /4 l2 ≤65 hb Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT - k1: hệ số phụ thuộc vị trí k1 = 1,0 : l2 l1 qk1 k1 = 1,3 : biên có dầm biên k1 = 1,6 : biên khơng dầm biên trang I_40 trang I_49 I_40 I_49 1.7.2 Kiểm tra chọc thủng sàn nấm c + 2ho L1 L1 L1 L2 P hb L2 ho 45o L2 c Kiểm tra chọc thủng: P ≤Fb = Rbt bho - P: tải trọng chọc thủng P = q[ L1 L2 - (c + ho ) ] - q: tải tồn phần (hoạt tải + tĩnh tải) - b: chu vi trung bình mặt chọc thủng b = (c + ho ) - Rbt: cường độ chịu kéo bê tơng Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_50 I_40 I_50 1.7.3 Phân phối trực tiếp nội lực sàn nấm (Úc) L1 L1 L1 c L2 c Lo = Li - 2c/3 hb 45o Mơmen tính tốn tựa đơn (Mo): qL2 L2o1 - Phương L1: M o1 = ( p + g s ) L2 2c M o1 = s ( L1 - ) qL1 L2o - Phương L2: M o = ( ps + g s ) L1 2c M o2 = ( L2 - ) Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT L2 L2 45o u cầu: - Ổn định ngang kết cấu khơng phụ thuộc vào sàn nấm cột - Hoạt tải: ps ≤ 5kN/m2 ps ≤ 1,25gs - Sàn nấm có khoang với nhịp chênh lệch nhỏ 10% trang I_40 trang I_51 I_40 I_51 Phân phối trực tiếp nội lực sàn nấm (tt) Mg1 Mg1 Mn1 Mn2 Mn2 Lo Lo Lo Mn2 Mn1 Lo Lo Ơ biên Điều kiện gối biên Mg1 Mn1 Mg2 0,60Mo - 0,80Mo - 0,25Mo 0,50Mo - 0,75Mo Tựa cột+dầm biên - 0,30Mo 0,50Mo - 0,70Mo Biên ngàm 0,35Mo - 0,65Mo Tựa tự Tựa cột - 0,65Mo Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT L1 L2 Mg3 L1 biên biên biên L2 Mg3 L1 Mg2 biên ơ biên L2 Mg2 biên biên biên Ơ Mg3 Mn2 - 0,65Mo 0,35Mo qL2 L2o1 qL1 L2o ; M o2 = M o1 = 8 trang I_40 trang I_52 I_40 I_52 Phân phối trực tiếp nội lực sàn nấm (tt) L1 L1 L1 L1 L1 L2 L2/2 L2/2 L2/2 L2 L2 L2 L2 L2 L1 L1/2 L1/2 L1/2 Phương L2 L2 L2 L2 Dải đầu cột: Mg = 0,75Mgi,2 ; Mn = 0,55Mni,2 Dải giữa: Mg = 0,25Mgi,2 ; Mn = 0,45Mni,2 Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT Phương L1 L1 L1 L1 Dải đầu cột: Mg = 0,75Mgi,1 ; Mn = 0,55Mni,1 Dải giữa: Mg = 0,25Mgi,1 ; Mn = 0,45Mni,1 trang trang I_53 I_53 1.7.4 Tính tốn bố trí thép sàn nấm 0.3L 0.15L 0.15L Mơmen âm hb 40% 100% 0.1L Mơmen âm 100% 50% Mơmen dương L ™ Tính theo cấu kiện uốn tiết diện chữ nhật cốt đơn: αM As = ζRs ho 0.3L α = 0,7→0,8 ζ ≈ 0,9 ™ Trường hợp mơmen âm phải kể đến chiều dày mũ cột tính ho Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT 0.15L Mơmen âm 100% 40% 0.1L Mơmen dương ™ Chiều cao ho khác theo hai phương L1 L2 ™ Cốt thép AI-AII: φ = 6-12 mm, hàm lượng thép: μ = (0,3-0,9) % ™ 2As/3 chịu mơmen âm dải đầu cột bố trí vùng 1/2 dải giữa, As/3 bố trí phần lại hai bên trang I_40 trang I_54 I_40 I_54 1.7.5 Bố trí thép mũ cột đầu cột φ6-10@100-150 hb hb hbd hm φ8-12@100-150 Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_55 I_40 I_55 1.7.6 Bố trí thép chống cắt đầu cột c + 2ho c + 2ho P ho P hb 45o ho c Khơng thoả chọc thủng: P > Fb = Rbt bho c ho Ld Ld ud Ld - Thép đai tính tốn xét tháp cụt chọc thủng (vùng ho hai bên cột) - Bố trí thép đai với Ld > 1,5hb bước đai ud < (ho/3 ; 200) Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT hb ho Kiểm tra có thép đai: P ≤Fb +0,8 Fsw ≤2 Fb P ≤Rbt bho +0,8 ∑ Rsw Asw ≤2 Rbt bho u cầu Rsw ≤ Rsw (AI) = 175 MPa Fsw ≥ 0,5Fb trang I_40 trang I_56 I_40 I_56 1.8 Sàn panel lắp ghép Bdn = b + cm h b b)- Tấm panel có lỗ: - cách âm tốt - tiết kiệm vật liệu -L>2m - h = 15-20 cm a)- Tấm panel đặc: - cách âm - tốn vật liệu -L100 20 L trang I_40 trang I_57 I_40 I_57 1.8.1 Tính tốn panel đặc Lpanel Bdn bg h Lo bg b Sơ đồ tính panel đặc Sơ đồ bố trí panel panel q Lo Bdn - Tính panel đặc theo sơ đồ đàn hồi kiểu dầm tựa đơn panel - Tải trọng panel: q ≈ (gs + ps)Bdn Lo Lo bg Lo bg Lo - Mơmen tính tốn: M = qLo2/8 ⇒ As bg Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_58 I_40 I_58 1.8.2 Tính tốn panel có lỗ Lob Bs hb h bs bs b)- Tính cục a)- Tính tổng thể qs Lo - Tính tổng thể theo sơ đồ đàn hồi kiểu dầm tựa đơn tiết diện chữ I - Tải trọng panel: q ≈ (gs + ps)Bdn - Mơmen tính tốn: M = qLo2/8 ⇒ As b’c = ??? b= ∑ bs ,i Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT - Tính cục theo sơ đồ dẻo kiểu dầm liên tục - Tải trọng bản: qb ≈ (gs + ps)x1m - Thép bố trí chiều cao hb ΣLob qb c)- Tính cục sườn - Tính cục sườn theo sơ đồ đàn hồi kiểu kiểu dầm tựa đơn tiết diện chữ T - Tải trọng sườn: qs ≈ (gs + ps)Bs Lo qs trang I_40 trang I_59 I_40 I_59 1.8.3 Tính tốn panel có sườn a)- Tính tổng thể q Tải trọng panel Lo b’c = ??? L h b=∑bsd ,i h B Bdn = B + cm - Tính tổng thể theo sơ đồ đàn hồi kiểu dầm tựa đơn tiết diện chữ T - Tải trọng panel: q ≈ (gs + ps)Bdn - Mơmen tính tốn: M = qLo2/8 ⇒ As Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_60 I_40 I_60 1.8.3 Tính tốn panel có sườn (tt) Tải trọng panel L h hb B Bdn = B + cm b)- Tính cục - Tính cục theo sơ đồ đàn hồi kiểu kê cạnh ngàm (bản số 9) - Tải trọng bản: qb ≈ (gs + ps) Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_61 I_40 I_61 1.8.3 Tính tốn panel có sườn (tt) c)- Tính sườn ngang - Tính sườn ngang theo sơ đồ đàn hồi kiểu dầm chữ T tựa lên sườn dọc - Tải trọng qs1 sườn ngang: dạng hình thang hay tam giác Lon ≈ B qs1 Tải trọng panel L h hb B Bdn = B + cm qs2 d)- Tính sườn dọc Lod ≈ L - Tính sườn dọc theo sơ đồ đàn hồi kiểu kiểu dầm chữ nhật gối tựa đơn - Tải trọng sườn dọc: hình thang hay tam giác (qs2) tải tập trung (P) sườn ngang Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_62 I_40 I_62 [...]... L1 L2 Mg3 L1 ô biên ô biên ô biên L2 Mg3 L1 Mg2 ô biên ô giữa ô biên L2 Mg2 ô biên ô biên ô biên Ô bản giữa Mg3 Mn2 - 0,65Mo 0,35Mo qL2 L2o1 qL1 L2o 2 ; M o2 = M o1 = 8 8 trang I_40 trang I_ 52 I_40 I_ 52 Phân phối trực tiếp nội lực bản sàn nấm (tt) L1 L1 L1 L1 L1 L2 L2 /2 L2 /2 L2 /2 L2 L2 L2 L2 L2 L1 L1 /2 L1 /2 L1 /2 Phương L2 L2 L2 L2 Dải đầu cột: Mg = 0,75Mgi ,2 ; Mn = 0,55Mni ,2 Dải giữa: Mg = 0 ,25 Mgi ,2. .. Rbt: cường độ chịu kéo của bê tông Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_50 I_40 I_50 1.7.3 Phân phối trực tiếp nội lực bản sàn nấm (Úc) L1 L1 L1 c L2 c Lo = Li - 2c/3 hb 45o Mômen tính toán của bản tựa đơn (Mo): qL2 L2o1 - Phương L1: M o1 = 8 ( p + g s ) L2 2c M o1 = s ( L1 - ) 2 8 3 qL1 L2o 2 - Phương L2: M o 2 = 8 ( ps + g s ) L1 2c 2 M o2 = ( L2 - ) 8 3 Ch ương 11:: Sàn... (0 ,2 → 0,3) L c1 c2 ≥0,35 L c1 c1 hb 45o Kiểu bản đầu cột Kiểu mũ cột A Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT 45o 45o c2 c2 Kiểu mũ cột B Kiểu mũ cột C trang I_40 trang I_48 I_40 I_48 1.7.1 Chiều dày bản sàn nấm l1 l1 l2 a/- Không bản đầu cột l1 l2 l l Chọn sơ bộ: hb = 2 → 2 35 30 l2 ≤55 hb 3 l2 l1 qk1 l2 hb Ghi chú l2 ≥ l1 b/- Có bản đầu cột - q: tải toàn phần, đơn vị kPa hb ≥ hb /4 l2... phẳng BTCT BTCT L2 L2 45o Yêu cầu: - Ổn định ngang của kết cấu không phụ thuộc vào sàn nấm và cột - Hoạt tải: ps ≤ 5kN/m2 và ps ≤ 1 ,25 gs - Sàn nấm có ít nhất 3 khoang bản với nhịp chênh lệch nhỏ hơn 10% trang I_40 trang I_51 I_40 I_51 Phân phối trực tiếp nội lực bản sàn nấm (tt) Mg1 Mg1 Mn1 Mn2 Mn2 Lo Lo Lo Mn2 Mn1 Lo Lo Ô bản biên Điều kiện gối biên Mg1 Mn1 Mg2 0 0,60Mo - 0,80Mo - 0 ,25 Mo 0,50Mo - 0,75Mo... 1.8 Sàn panel lắp ghép Bdn = b + 2 cm h b b)- Tấm panel có lỗ: - cách âm tốt - tiết kiệm vật liệu -L>2m - h = 15 -20 cm a)- Tấm panel đặc: - cách âm kém - tốn vật liệu -L 1,5hb và bước đai ud < min (ho/3 ; 20 0) Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT hb ho Kiểm tra khi có thép đai: P ≤Fb +0,8 Fsw 2 Fb P ≤Rbt bho +0,8 ∑ Rsw Asw 2 Rbt bho Yêu cầu Rsw... gạch bọng qs hb H hs Lb bs Lb bs Lb bs Lb qs Cách 1 qs L2b M 1,max = 11 Lb qs Cách 2 qs L2b M 2 ,max = 8 Lb Lb Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT Lb Lb - Tính bản sàn theo sơ đồ dẻo kiểu dầm liên tục (cách 1) hay dầm đơn (cách 2) - Tải trọng sàn: qs = (gs + ps)Lb - Thép chịu lực: đặt giữa bản sàn trang I_40 trang I_46 I_40 I_46 1.6 .2 Tính dầm gân sàn gạch bọng qs hb H hs Lb bs Sơ đồ tính... thang hay tam giác Lon ≈ B qs1 Tải trọng panel L h hb B Bdn = B + 2 cm qs2 d)- Tính sườn dọc Lod ≈ L - Tính sườn dọc theo sơ đồ đàn hồi kiểu kiểu dầm chữ nhật gối tựa đơn - Tải trọng sườn dọc: hình thang hay tam giác (qs2) và các tải tập trung (P) của sườn ngang Ch ương 11:: Sàn Chương Sàn phẳng phẳng BTCT BTCT trang I_40 trang I_ 62 I_40 I_ 62