THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 2.1 Mặt sàn tầng điển hình Chọn sàn điền hình tầng để tính tốn 2.2 Hình 2.1 Mặt bố trí hệ dầm sườn Chọn sơ kích thước 2.2.1 Chọn sơ chiều dày sàn  Vì chiều dày ơ sàn tương tự nên lấy sàn có kích thước lớn để tính chiều dày sau bố trí chung cho tồn mặt Chiều dày sàn xác định theo công thức: hs  D �L �h m Trong đó: D= 0.8÷1.4 m= 30÷35 dầm =40÷45 kê cạnh Lmin: chiều dài nhịp ngắn Chọn sàn có kích thước lớn tính sơ 8000x6500mm hs  0.9 �6500  130(mm) 45  chọn chiều dày ô sàn 120 mm Cấu tạo lớp sàn sau: Vẽ hình  Lớp gạch ceramic dày 10mm,  = 20 kN/m3  Lớp vữa lót dày 20mm, = 18 kN/m3  Bản bê tông cốt thép dày 100mm, = 25 kN/m3  Lớp vữa trát dày 15mm, = 18 kN/m3 Đối với sàn thường xuyên tiếp xúc với nước (sàn vệ sinh, sàn mái) cấu tạo có thêm lớp chống thấm 2.2.2 Chọn sơ kích thước dầm  Dầm chính: �1 � �1 � hdc  � : �L  � : � 6500   812 : 433 mm �8 15 � �8 15 � �1 � �1 � bdc  � : �hdc  � : � 600   200 : 400  mm �3 � �3 �  Chọn hdcxbdc=600x300 mm  Dầm phụ: �1 � �1 � hdp  � : �L  � : � 6500   541: 320  mm 12 20 � � 12 20 � � �1 � �1 � bdp  � : � hdp  � : � 400   133 : 266  mm �3 � �3 �  Chọn hdpxbdp=400x200 mm 2.2.3 Tải trọng tác dụng lên sàn 2.2.3.1.Tỉnh tải Tĩnh tải tác dụng lên sàn bao gồm trọng lượng thân BTCT, trọng lượng lớp hoàn thiện, đường ống thiết bị trọng lượng tường xây sàn  Tải trọng sàn thường Bảng 2.1: Tải trọng sàn thường Số TT Chiều dày (cm) γi (kN/m3) Gạch lát Ceramic 20 Vữa lót 18 Bản BTCT 12 25 Vữa trát trần 18 Các lớp hoàn thiện sàn thường Loại vật liệu Hệ số vượt tải, (n) 1.1 1.3 1.1 1.3 ght (kN/m2) 0.22 0.468 3.3 0.468 4.456 Bảng 2.2: Tải trọng sàn mái, sàn vệ sinh Số TT 2 Chiều dày (cm) Loại vật liệu γi (kN/m3) 20 18 25 22 18 Gạch lát Ceramic Vữa lót Bản BTCT 12 Lớp chống thấm sàn Vữa trát trần Đường ống, thiết bị Các lớp hoàn thiện sàn vệ sinh Hệ số vượt tải, (n) 1.1 1.3 1.1 1.2 1.3 ght (kN/m2) 0.22 0.468 3.3 0.264 0.468 0.5 5.22  Tải trọng tường Tải trọng phân bố: pt  mt nt �bt �lt �ht  ss ss Trong đó: ht: chiều cao tường bt: bề rộng tường, chọn lt: chiều dài tường γt: khối lượng riêng tường gạch lỗ, γt= 1.8 (kN/m3) n: hệ số vượt tải, n=1.1 ss  : diện tích sàn chứa tường Bảng 2.3: Tải trọng tường      δt Ô sàn S1 S2 Ht Lt (m) (m) (m) 0.1 0.2 0.1 0.2 3.48 3.48 3.48 3.48 5.2 3.45 11.5 S (m2) 48 52 γt (kN/m3 ) 1.8 1.8 1.8 1.8 nt 1.2 1.2 1.2 1.2 gt Σgt (kN/m (kN/m2 ) ) 0.06786 0.15791 0.09005 0.13853 0.13853 S3 S4 S5 S6 S7 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 0.1 0.2 3.48 3.48 3.48 3.48 3.48 3.48 3.48 3.48 3.48 3.48 2.7 4.9 10.8 3.8 3.65 0 0 34.8 48 52 23.2 17.6 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0.0486 0.225 0.1764 0.14094 0.24012 0.09918 0.08794 0.08794 0 0 0 2.2.3.2.Hoạt tải Hoạt tải sử dụng xác định tùy theo công sử dụng ô sàn (Theo TCVN 2737 : 1995) Kết thể bảng sau: Bảng 2.4: Hoạt tải phân bố sàn Hoạt tải Hoạt tải tiêu Hệ số vượt tính tốn STT Loại sàn nhà chuẩn tải (kN/m2) (kN/m2) Sảnh, hành lang, cầu thang 3.00 1.2 3.6 Mái không sử dụng 0.75 1.3 0.975 Phòng ăn, bếp, phòng khách 1.50 1.3 1.95 Phòng ngủ, WC 1.50 1.3 1.95 Ban công, lô gia 2.0 1.2 2.4 Bảng 2.5: Tổng tải trọng tác dụng lên sàn Stổng Ssàn (1) Ssảnh (2) Svs (3) m2 m2 m2 m2 (1),(2) kN/m2 (3) kN/m2 (1),(3) kN/m2 (2) kN/m2 kN/m2 48 52 34.8 52 48 23.2 17.6 8.8 48 46 46 48 0 0 24.3 0 23.2 17.6 8.8 7.5 0 0 4.456 4.456 4.456 4.456 4.456 4.456 4.456 4.456 5.22 5.22 5.22 5.22 5.22 5.22 5.22 5.22 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 1.95 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 6.406 6.494 7.723 6.494 6.406 8.056 8.056 8.056 Ô sàn S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 qtt qht q 2.2.4 Tính tốn thiết kế sàn (tính tay) 2.2.4.1 Sàn loại dầm  L2 2 L1 , ta chọn Ô sàn tính theo loại dầm tỉ số hd ≥ 450 mm, hs = 150 mm nên liên kết dầm sàn coi liên kết ngàm.Cắt dải bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn, sơ đồ tính sau :   Mơmen nhịp Mômen gối Mn  qL12 24 Mg  qL12 12 2.2.4.2 Sàn loại kê bốn cạnh MI b=1m L1 L1 M1 MI L2 MII MII M2 L2 Hình 2.2: Sơ đồ tính sàn kê bốn cạnh  L2 2 L1 , ta chọn Ơ sàn tính theo loại dầm tỉ số hd ≥ 450 mm, hs = 120 mm nên liên kết dầm sàn coi liên kết ngàm.Cắt dải bề rộng 1m sơ đồ tính sau : Trong đó: P = qtt × l1 ×l2; M1 = m91 × P; MI = k91 × P; M2 = m92 × P; MII = k92× P Các hệ số m91, k91, m92, k92 tra bảng theo sơ đồ 2.2.4.3 Kết tính nội lực sàn Bảng 2.6 Nội lực ô sàn SỐ HIỆU L2 L1 Ô SÀN (m) (m) S1 L2/L1 8 8 6.5 6.5 S2 S3 S6 1.333 1.231 6.5 6.5 6 5.8 5.8 5.8 5.8 6.5 6.5 S4 S5 m91 1.034 1.231 6.5 6.5 8 8 5.8 1.333 1.45 m92 k91 k92 0.0209 0.01182 0.0474 0.0268 0.0202 0.0145 0.0466 0.0333 0.021 0.01104 0.0473 0.0249 0.0202 0.0145 0.0466 0.0333 0.0209 0.01182 0.0474 0.0268 0.0209 q P M1 (kN/m ) (kN) M2 MI MII 7.98505 383.282 8.018 7.98505 383.282 4.53 7.98505 383.282 18.179 7.98505 383.282 10.283 7.87946 409.732 8.313 7.87946 409.732 5.958 7.87946 409.732 19.098 7.87946 409.732 13.66 9.97281 9.97281 347.054 347.054 7.288 3.831 9.97281 347.054 16.43 9.97281 347.054 8.649 8.71065 452.954 9.19 8.71065 452.954 6.586 8.71065 452.954 21.112 8.71065 452.954 15.101 7.35865 353.215 7.389 7.35865 353.215 4.175 7.35865 353.215 16.753 7.35865 353.215 9.477 8.056 186.899 3.906 5.8 5.8 5.8 4.2 4.2 4.2 4.2 4 4 S7 S8 4 4 4 2.2 2.2 2.2 2.2 1.05 1.818 2.2.4.4 Tính tốn cốt thép  Vật liệu sử dụng  Bê tông: B25 →  Cốt thép: AI →  Cốt thép: AIII → 0.01 0.0469 0.0223 0.0187 0.0171 0.0437 0.0394 0.0194 0.0059 0.042 0.0127 8.056 8.056 8.056 10.2725 10.2725 10.2725 10.2725 8.056 8.056 8.056 8.056 186.899 186.899 186.899 172.578 172.578 172.578 172.578 70.8928 70.8928 70.8928 70.8928 1.869 8.766 4.168 3.227 2.951 7.542 6.8 1.375 0.418 2.977 0.9 Rb = 14.5 Mpa, Rbt = 14.5 Mpa, b = 1.00 Rs= 225 Mpa, α R=0.439, ξR=0.651 Rs= 365 Mpa, α R=0.421, ξR=0.604  Tính tốn cốt thép  Trình tự tính tốn sau: αm = M ξγ R bh , ξ = 1- 1-2α m , A s = b b o ,  m � R ,  � R γ b R b bh o Rs Chọn lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm ta giả thiết a = 20 mm Với: b = 1000 mm; ho = 120 - 20 = 100 mm Hàm lượng thép: μmin=0.01 % , μmax=2.4% Bảng 2.7: Kết tính thép sàn Kí hiệu S1 S2 S3 M kN.m 8.018 4.53 18.179 10.283 8.313 5.958 19.098 13.66 7.288 αm ξ 0.0553 0.0312 0.1254 0.0709 0.0573 0.0411 0.1317 0.0942 0.0503 0.0569 0.0317 0.1344 0.0736 0.059 0.042 0.1417 0.0991 0.0516 As (cm2) 3.67 2.04 5.34 4.74 3.8 2.71 5.63 6.39 3.33 Chọn Ø10 Ø8 Ø12 Ø8 Ø10 Ø10 Ø12 Ø10 Ø10 a200 a200 a200 a100 a200 a200 a200 a120 a200 As chọn cm2 10 3.93 2.56 8.72 5.03 3.93 3.93 9.81 6.54 3.93 μ (%) 11 0.39 0.26 0.87 0.5 0.39 0.39 0.98 0.65 0.39 S4 S5 S6 S7 S8 3.831 16.43 8.649 9.19 6.586 21.112 15.101 7.389 4.175 16.753 9.477 3.906 1.869 8.766 4.168 3.227 2.951 7.542 6.8 1.375 0.418 2.977 0.9 0.0264 0.1133 0.0596 0.0634 0.0454 0.1456 0.1041 0.051 0.0288 0.1155 0.0654 0.0269 0.0129 0.0605 0.0287 0.0223 0.0204 0.052 0.0469 0.0095 0.0029 0.0205 0.0062 0.0268 0.1206 0.0615 0.0655 0.0465 0.1581 0.1102 0.0524 0.0292 0.1231 0.0677 0.0273 0.013 0.0625 0.0291 0.0226 0.0206 0.0534 0.0481 0.0095 0.0029 0.0207 0.0062 1.73 7.77 3.96 4.22 6.28 7.1 3.38 1.88 4.89 4.36 1.76 0.84 4.03 1.88 1.46 1.33 3.44 3.1 0.61 0.19 1.33 0.4 Ø8 Ø10 Ø10 Ø10 Ø10 Ø12 Ø10 Ø10 Ø8 Ø12 Ø10 Ø8 Ø8 Ø10 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 Ø8 a200 a100 a200 a180 a200 a180 a110 a200 a200 a200 a180 a200 a200 a180 a200 a200 a200 a160 a160 a200 a200 a200 a200 2.56 7.85 3.93 4.36 3.93 6.28 7.14 3.93 2.56 5.66 4.36 2.56 2.56 4.36 2.56 2.56 2.56 2.79 3.14 2.56 2.56 2.56 2.56 0.26 0.79 0.39 0.44 0.39 0.63 0.71 0.39 0.26 0.57 0.44 0.26 0.26 0.44 0.26 0.26 0.26 0.28 0.31 0.26 0.26 0.26 0.26 2.2.4.5 Tính độ võng sàn Theo TCXD 5574-2012 độ võng sàn kiểm tra theo điều kiện f < fgh Trong fgh – độ võng giới hạn, nêu bảng 2, mục 1.8 tiêu chuẩn là: L Khi nhịp L < 5m fgh = 200 Khi 5m ≤ L ≤ 10m fgh = 2.5 cm L 400 Khi L > 10m fgh = Bảng ngàm cạnh làm việc theo phương (bản kê cạnh) có độ võng xác định L4 f   �q tc � D theo công thức: Trong đó: L2 α : hệ số phụ thuộc vào tỷ số L1 ô qtc : tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên ô sàn L1: chiều dài cạnh ngắn Ebh3 D 12(1   ) D: độ cứng trụ, xác định theo công thức: Với Eb = 30000000 (kN/m2) h = 12 cm: chiều dày sàn μ = 0.2: hệ số Poisson Bảng tra hệ số α L2/L1 1.0 1.1 1.2 Α D 0.00126 0.00150 0.00172 Eb h3 30000000 x0.123   4500 12     12 x   0.22  1.3 1.4 1.5 0.00191 0.00207 0.00220 (kN.m) Bảng 2.8 Kết tính độ võng ô sàn Kí hiệu qtc L1 L2 (kN/m2) (m) (m) L2/L1  D f (kN.m) (cm) 0.0019 4500 0.31 0.0017 S2 5.64709 6.5 1.23 4500 0.4 0.0013 S3 6.71549 5.8 1.03 4500 0.22 0.0017 S4 5.64709 6.5 1.23 4500 0.4 0.0019 S5 5.57043 1.33 4500 0.31 0.0021 S6 7.00522 5.8 1.45 4500 0.08 0.0013 S7 7.00522 4.2 1.05 4500 0.05 S8 7.00522 2.2 1.82 0.0022 4500 0.01 Độ võng tất ô sàn nhỏ giá trị cho phép 2.5 cm Vậy sàn thỏa điều kiện độ võng S1 5.57043 1.33 2.2.5 Tính tốn nội lực sàn phần mềm SAFE  Để phản ánh ứng xử sàn ta sử dụng phần mềm SAFE để tính tốn  Chia sàn thành nhiều dải theo phương X phương Y, phân tích lấy nội lực sàn theo dải 2.2.5.1.Chọ sơ kích thước cột  Việc chọn sơ kích thước tiết diện cột theo tính tốn cách gần theo cơng thức sau: Ao  ktN Rb Trong đó: - Rb: Cường độ tính tốn nén bê tơng - N: Tổng lực nén sơ bộ, N  ntầng × q × Fs - Fs: Diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột xét - ntầng: Số tầng phía tiết diện xét kể tầng mái - q: Tải trọng tương đương tính mét vng mặt sàn, gồm tải trọng thường xuyên tạm thời sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính phân bố sàn - kt: Hệ số xét đến ảnh hưởng khác Moment uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh cột (kt = 1.1 ÷ 1.5) Lấy kt = 1.2 - Kết chọn sơ tiết diện cột bảng 2.1 sau: Bảng 2.8: Kết chọn sơ tiết diện cột Tầng 12÷14 9÷11 5÷8 1÷4 C1 300x300 300x300 400x400 450x450 C2 300x300 400x400 550x550 650x650 C3 300x300 350x350 450x450 500x500 C4 300x300 350x350 450x450 550x550 Tầng 11÷14 9÷11 5÷8 1÷4 C5 350x350 450x450 550x550 650x650 C6 300x300 400x400 500x500 550x550 C7 300x300 300x300 400x400 450x450 C8 300x300 300x300 300x300 350x350 2.2.5.2 Mô hình sàn 10 Hình 2.3: mơ hình sàn SAFE 11 Hình 2.4: Chia dãi strip Hình 2.5: Nội lực dãy strip theo phương X 12 Hình 2.5: Nội lực dãy strip theo phương Y Hình 2.5: Chuyển vị sàn (m) Độ võng tất ô sàn nhỏ giá trị cho phép 2.5 cm Vậy sàn thỏa điều kiện độ võng 13 2.2.5.3 Kết chọn thép Bảng 2.9 Kết chọn thép Kí hiệu SA2 SA2 SA2 SA2 SA2 SA4 SA4 SA4 SA4 SA4 SA4 SA4 SA4 SA4 SB2 SB2 SB2 SB4 SB4 SB4 SB4 SB4 SB6 SB6 SB6 SB6 SB6 SB8 SB8 SB8 SB8 SB8 Station m 0.00 2.95 6.50 10.10 16.50 0.00 3.00 6.00 9.55 12.50 14.63 18.50 20.79 22.50 0.00 4.00 8.00 0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 0.00 2.86 8.00 11.07 13.35 6.35 6.90 8.00 10.96 13.92 M kN.m -6.93 11.03 -18.72 11.72 -6.75 -6.08 10.55 -17.48 9.83 -15.56 4.34 -7.88 4.31 -7.88 -6.62 8.09 -17.13 -7.52 9.95 -18.82 8.32 -17.37 -4.23 10.33 -16.69 7.28 -7.24 2.19 1.59 -7.39 3.36 -5.38 αm 0.0478 0.0761 0.1291 0.0808 0.0466 0.0419 0.0728 0.1206 0.0678 0.1073 0.0299 0.0543 0.0297 0.0543 0.0457 0.0558 0.1181 0.0519 0.0686 0.1298 0.0574 0.1198 0.0292 0.0712 0.1151 0.0502 0.0499 0.0151 0.011 0.051 0.0232 0.0371 ξ 0.049 0.0792 0.1387 0.0844 0.0477 0.0428 0.0757 0.1289 0.0703 0.1138 0.0304 0.0559 0.0302 0.0559 0.0468 0.0575 0.126 0.0533 0.0711 0.1395 0.0591 0.128 0.0296 0.0739 0.1226 0.0515 0.0512 0.0152 0.0111 0.0524 0.0235 0.0378 As (cm2) 3.16 5.1 5.51 5.44 3.07 2.76 4.88 5.12 4.53 4.52 1.96 3.6 1.95 3.6 3.02 3.71 5.01 3.43 4.58 5.54 3.81 5.08 1.91 4.76 4.87 3.32 3.3 0.98 0.72 3.38 1.51 2.44 Chọn Ø10 a200 Ø10 a140 Ø12 a200 Ø10 a140 Ø10 a200 Ø10 a200 Ø10 a160 Ø12 a200 Ø10 a160 Ø12 a200 Ø8 a200 Ø10 a200 Ø8 a200 Ø10 a200 Ø10 a200 Ø10 a200 Ø12 a200 Ø10 a200 Ø12 a200 Ø12 a200 Ø10 a200 Ø12 a200 Ø8 a200 Ø10 a160 Ø12 a200 Ø10 a200 Ø10 a200 Ø8 a200 Ø8 a200 Ø10 a200 Ø8 a200 Ø8 a200 14 ... 350x350 2.2.5.2 Mô hình sàn 10 Hình 2.3: mơ hình sàn SAFE 11 Hình 2.4: Chia dãi strip Hình 2.5: Nội lực dãy strip theo phương X 12 Hình 2.5: Nội lực dãy strip theo phương Y Hình 2.5: Chuyển vị... lên cột xét - ntầng: Số tầng phía tiết diện xét kể tầng mái - q: Tải trọng tương đương tính mét vng mặt sàn, gồm tải trọng thường xuyên tạm thời sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính phân bố... 8.056 8.056 Ô sàn S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 qtt qht q 2.2.4 Tính tốn thiết kế sàn (tính tay) 2.2.4.1 Sàn loại dầm  L2 2 L1 , ta chọn Ô sàn tính theo loại dầm tỉ số hd ≥ 450 mm, hs = 150 mm nên liên