huong dan do an btct1 .
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ GẠCH ĐÁ HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI HÀ NỘI, 2018 MỤC LỤC CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI 1.1 Cấu tạo sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối 1.2 Các bước thiết kế sàn sườn bê tơng cốt thép tồn khối 1.3 Phân biệt phương (bản loại dầm) hai phương CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ BẢN MỘT PHƯƠNG 2.1 Lựa chọn kích thước cấu kiện 2.2 Xác định sơ đồ tính, tải trọng 2.3 Tính nội lực cấu kiện 13 2.4 Tính tốn tiết diện bê tơng cốt thép 19 2.5 Vẽ biểu đồ bao vật liệu 27 CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ BẢN HAI PHƯƠNG 31 3.1 Sơ đồ kết cấu làm việc 31 3.2 Cấu tạo cốt thép 33 3.3 Tính sàn 34 3.4 Tính dầm hai phương: 37 PHỤ LỤC CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TƠNG CỐT THÉP TỒN KHỐI 1.1 Cấu tạo sàn sườn bê tơng cốt thép tồn khối Sàn sườn bê tơng cốt thép (BTCT) tồn khối gồm dầm đúc liền khối với Biên sàn tường chịu lực dầm đúc liền khối với 4 2 A A B B 2 3 A B C A B A B C C A A-A B C B-B Hình Các phận sàn có hệ dầm phụ: Bản sàn, Dầm chính, Dầm phụ, Tường 1.2 Các bước thiết kế sàn sườn bê tông cốt thép toàn khối Thiết kế sàn sườn BTCT toàn khối gồm thiết kế thiết kế dầm (sườn) Trình tự thiết kế sàn giống thiết kế kết cấu BTCT khác bao gồm bước sau: - Bước 1: Lập mặt kết cấu sàn Thể mặt vị trí dầm, tường cột Thường hệ kết cấu có dầm khung nối từ cột đến cột dầm đỡ tường Nếu ô sàn kích thước lớn bổ sung dầm phụ để chia nhỏ sàn Khơng nên để kích thước lớn lớn có độ võng lớn, dễ nứt vượt mức cho phép Ngoài ra, có kích thước lớn có nội lực phát sinh co ngót, thay đổi nhiệt độ lớn mà khơng tính tốn đầy đủ - Bước 2: Lựa chọn kích thước tiết diện cấu kiện Bản dầm sàn cấu kiện chịu uốn nên chiều cao tiết diện thường chọn theo kích thước nhịp Nhịp lớn cần chiều cao tiết diện lớn ngược lại Chiều rộng tiết diện chọn dựa vào chiều cao cho tiết diện phù hợp với ý đồ kiến trúc, đủ khoảng cách bố trí cốt thép dễ thi công - Bước 3: Xác định sơ đồ tính, tải trọng cấu kiện Cần trình bày rõ cách thức truyền tải kết cấu Bản sàn chịu tải đứng truyền tải tới liên kết biên dầm tường Dầm truyền tải xuống dầm đỡ tường cột Tường cột truyền tải xuống móng Như dầm tường gối tựa Gối tựa thực tế có chuyển vị đứng xoay Để tính cần đưa mơ hình tính khơng gian có đủ sàn, dầm, cột tường Tuy nhiên tính tốn bản, coi dầm tường đỡ sàn khơng có chuyển vị đứng cách tính đơn giản thực tế cho thấy an toàn Các dầm đỡ sàn đỡ tường (hoặc) cột Khi có tải đứng coi tường cột gối tựa khơng có chuyển vị đứng Khi có tải ngang tác dụng tường cột có chuyển vị ngang truyền nội lực đến dầm sàn nên cần tính tốn theo mơ hình kết cấu khơng gian Trong phạm vi đồ án thiết kế kết cấu sàn, coi tải ngang hệ thống tường bao ngồi chịu khơng truyền vào hệ thống dầm cột bên nên tách riêng dầm để tính tốn - Bước 4: Tính nội lực cấu kiện Có thể coi vật liệu đàn hồi tuyến tính tính nội lực cấu kiện học môn học kết cấu: tính nội lực dầm theo phương pháp lực, phương pháp chuyển vị hay dùng phần mềm PTHH Tính nội lực cách dùng phần mềm PTHH mô dùng lý thuyết tấm, sử dụng bảng tra sẵn Tuy nhiên, bê tông cốt thép có tính dẻo nên tính nội lực có kể đến phân phối lại nội lực hình thành khớp dẻo Phương pháp tính nội lực gọi tính theo sơ đồ khớp dẻo - Bước 5: Tính tốn tiết diện bê tơng cốt thép Dựa vào nội lực dầm gồm mô men uốn, lực cắt mơ men xoắn (thường có dầm biên), tính cốt thép chịu nội lực Thường tính cốt dọc chịu mơ men, cốt đai chịu lực cắt, cốt dọc cốt đai chịu mơ men xoắn Sau tính diện tích cốt thép cần kiểm tra hàm lượng cốt thép, hàm lượng khơng hợp lý cần thay đổi tiết diện cấu kiện tính lại nội lực cốt thép - Bước 6: Thiết kế chi tiết, thể vẽ Lựa chọn cốt thép đảm bảo u cầu tính tốn u cầu cấu tạo Thể mặt bằng, mặt cắt chi tiết bố trí cốt thép cấu kiện Hình vẽ phải rõ ràng, đầy đủ ký hiệu thép, kích thước, loại vật liệu 1.3 Phân biệt phương (bản loại dầm) hai phương Tính chất làm việc phụ thuộc vào kích thước kiểu liên kết Bản phương (bản loại dầm) Khi có liên kết cạnh cạnh đối diện, tải trọng tác dụng lên truyền theo phương có liên kết Bản làm việc theo phương ta gọi phương hay loại dầm Hình Sơ đồ tính loại dầm Hình Cắt dải tính dầm Bản hai phương (bản kê cạnh) Khi có liên kết cạnh (hoặc cạnh không đối diện), tải trọng truyền theo hai phương Ta gọi loại hai phương hay kê cạnh (làm việc theo phương) Hình Sơ đồ tính hai phương Hình Biến dạng có liên kết bốn cạnh Một số liên kết hai phương kích thước hai phương chênh lệch nhiều gần chịu uốn phương coi phương Xét có liên kết cạnh kê tự do, chịu tải trọng phân bố q, gọi tải trọng truyền theo phương cạnh bé l1 q1 gọi tải trọng truyền theo phương cạnh lớn l2 q2 Ta có q1 + q2= q (1) Cắt dải có bề rộng đơn vị theo hai phương Độ võng dải q1l14 384 EJ + theo phương l1 f1 = + theo phương l2 q2 l f2 = 384 EJ 4 Điểm hai có độ võng f = f1 → q1l1 = q2l2 (2) 4 l l l Từ (1), (2) → q1 = 4 q ; q = 4 q → q1 = q l1 + l l1 + l l1 M1max l = =9 Khi l2 > l1 q1 > q2 Nếu l2/l1 > → q1 > 81q2 hay M2 max l1 Chứng tỏ tải trọng chủ yếu truyền theo phương cạnh ngắn l1 (gây uốn theo phương cạnh ngắn l1) M2 bé so với M1, bỏ qua làm việc theo cạnh dài tính tốn phương Trong tính tốn thực hành tính tốn theo phương l2/l1 ≥ Khi l2/l1 < cần tính làm việc theo hai phương Cũng coi có liên kết bốn cạnh diện truyền tải tác dụng lên cạnh Hình Khi cạnh dài ô lớn nhiều cạnh ngắn tải trọng gần truyền hết vào liên kết cạnh dài (tải trọng truyền theo phương cạnh ngắn) làm việc giống phương a) l2/l1 < ͌ b) l2/l1≥ Hình Tải trọng truyền vào liên kết biên Vậy từ trở đi, liên kết cạnh mà tỉ số l2/l1≥ ta tính tốn gần đúng, coi truyền tải theo phương cạnh ngắn đến liên kết CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TƠNG CỐT THÉP CĨ BẢN MỘT PHƯƠNG 2.1 Lựa chọn kích thước cấu kiện Sàn có phương sàn gồm có liên kết cạnh đối diện ô có liên kết cạnh tỉ số l2 ≥ l1 4 Hình Sơ đồ phương điển hình Bản; Dầm phụ; Dầm chính; Cột; Tường Các phận sàn (1) Bản, (2) Dầm phụ, (3) Dầm chính, (4) Cột, (5) Tường Sàn gồm sàn hệ dầm (sườn) đúc liền khối Khoảng cách dầm phụ l1 = (1 ÷ 4) m Khoảng cách dầm l2 = (4 ÷ 10) m ÷ l1 , hb ≥ cm sàn nhà dân dụng, hb ≥ cm đối 25 35 Chiều dày hb = với sàn nhà cơng nghiệp Ngồi ra, chiều dày sàn cần chọn đảm bảo điều kiện chịu lực cắt mà không cần cốt thép ngang 1 Chiều cao dầm phụ hdp = ÷ nhịp 12 20 1 1 Chiều cao dầm hdc = ÷ nhịp 12 Bề rộng dầm bd = (0,2 ÷ 0,5) hd , hd chiều cao dầm xét Nếu chu vi sàn kê lên tường gạch chiều dài đoạn kê S ≥ (12 cm, hb) bản; 22 cm dầm phụ; 34 cm dầm 2.2 Xác định sơ đồ tính, tải trọng Với cách truyền tải trọng sàn có phương là: truyền tải lên dầm phụ tường biên, dầm phụ truyền tải lên dầm chính, dầm truyền tải lên cột tường nên có sơ đồ tính tải trọng cấu kiện bản, dầm phụ dầm nh sau Bản Dầm Dầm phụ Dải để tính ô Dải để tính dầm Dải để tính dầm phụ b) a) Hỡnh S đồ mặt kết cấu sàn sườn toàn khối có loại dầm a) Dầm đặt theo phương ngang nhà b) Dầm đặt theo phương dọc nhà Thép âm cấu tạo Thép âm cấu tạo Thép cấu tạo không đảm bảo cho lới thép không bị xộc xệch Dầm Tờng biªn Hình 21 Cốt thép chịu mơ men âm theo cấu tạo Thép phân bố (cấu tạo): Để giữ vị trí cho cốt chịu lực cần phải đặt cốt phân bố vng góc với cốt chịu lực liên kết chúng với cốt chịu lực dây thép buộc 0,8 ÷ 1mm (hoặc hàn) Cốt phân bố thường sử dụng nhóm CI (CII dùng) đặt gần trục trung hòa so với cốt chịu lực, đường kính bé cốt chịu lực (thường dùng φ6) khoảng cách 25 ÷ 30cm Chú ý với cốt phân bố đặt mặt song song với phương l2 (thí dụ thép số Hình 19), ngồi chức định vị cốt dọc chịu mơ men dương theo phương l2 mà tính tốn bỏ qua Diện tích tiết diện ngang cốt tính cho mét bề rộng khơng 20% AS 2l1 < l2 ≤ 3l1 khơng 15% AS l2 > 3l1, AS - diện tích cốt thép chịu lực theo tính tốn 2.4.2 Tính cốt thép dầm Tính cốt thép dọc - Dùng giá trị mơ men nhịp gối để tính tốn cốt thép dọc cho nhịp gối tương ứng - Với tiết diện chịu mô men âm, cánh tiết diện nằm vùng kéo, tính tiết diện chữ nhật bd × hd Với mơ men dương, tính tiết diện chữ T có cánh thuộc vùng nén Độ vươn cánh lấy theo mục 6.2.2.7 TCVN 5574 - Nên chọn kích thước tiết diện thỏa mãn điều kiện đặt cốt đơn Tức αm ≤ αm tính nội lực theo sơ đồ đàn hồi, αm ≤ αpl tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo αpl = 0,3 với bê tơng có cấp độ bền từ B25 trở xuống αpl = 0,25 với bê tơng có cấp độ bền lớn B25 Tính cốt thép ngang 24 - Dùng trị số tuyệt đối lớn lực cắt nhịp để tính cốt đai cho dầm Bỏ qua phần cánh, tính tiết diện chữ nhật Có thể dùng phương án sử dụng cốt đai dùng cốt đai kết hợp với cốt xiên Hạn chế việc sử dụng cốt xiên khó thi cơng Có thể dùng phương pháp tính tốn cốt ngang theo TCVN 5574 sử dụng phương pháp tính đơn giản hóa (thực hành) trình bày phần - Để đảm bảo điều kiện không bị giật đứt nơi dầm phụ gác lên dầm cần phải gia cường cho dầm cốt đai cốt xiên, gọi cốt treo Diện tích cốt treo cắt qua tháp chọc thủng cần đảm bảo đủ chống lại lực chọc thủng P+G1 G1+P Lượng cốt treo tính tốn phải bố trí hai bên mép dầm phụ nằm tháp chọc thủng theo sơ đồ Hình 17 Thơng thường dùng cốt treo dạng cốt đai Khi khơng đủ kích thước tăng đường kính cốt đai dùng cốt xiên dạng vai bò lật ngược Hình 22 Sơ đồ bố trí cốt treo (trường hợp dùng cốt đai) Phương pháp thực hành thiết kế cốt đai (giải cách chọn trước cốt đai kiểm tra): Biết kích thước tiết diện, lực cắt Q u cầu tính tốn bố trí cốt thép đai cho dầm tiết diện chữ nhật, lực dọc N=0 - Căn theo yêu cầu cấu tạo chọn đường kính cốt đai, số nhánh đai, nhóm thép khoảng cách lớp cốt đai S Chú ý chọn S thoả mãn điều S ≤ Smax yêu cầu cấu tạo Smax = - 1,5 Rbt bh02 Q Kiểm tra điều kiện hạn chế theo công thức Q≤ 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 Có thể lấy 0,3ϕw1ϕb1Rbbh0 ≈ 0,3Rbbh0 - Kiểm tra điều kiện khơng cần tính tốn cốt đai theo công thức: (2) Q ≤ 0.75 Rbt b.h0 Nếu thoả mãn cần đặt cốt đai theo cấu tạo Nếu khơng thoả mãn cần tính tốn cốt đai sau: 25 Từ số liệu cốt đai chọn tính qsw theo cơng thức q sw = n sw a sw Rsw , S kiểm tra điều kiện qsw ≥ 0.3Rbt b , không thỏa mãn phải tăng cốt đai cho đảm bảo đến đạt tính Rbt bh02 C0 = qsw Tính khả chịu lực cắt tiết diện nghiêng bé ( Qu ): -Nếu h ≤ C0 ≤ 2h0 Qu =2 2.Rbt bh02 qsw -Nếu C0 < h0 ta lấy C = h0 thay vào công thức xác định Qu = Rbt b.ho + qsw h0 -Nếu C0 > 2h0 lấy C = 2h0 thay vào công thức xác định Qu = Rbt b.ho + qsw 2ho Sau kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức Q ≤ Qu , thoả mãn cốt đai theo cách chọn đảm bảo khả chịu lực, không thoả mãn cần tăng cốt đai tính lại từ đầu Chú ý: Trường hợp điều kiện cường độ theo công thức Q ≤ Qu thoả mãn vế phải lớn nhiều trị số Q giảm cốt đai cho tiết kiệm Nên tính tách riêng phần khả chịu cắt bê tông khả chịu cắt cốt đai để có nhận xét vai trò chịu cắt cốt đai trường hợp cụ thể 2.4.3 Cấu tạo cốt thép dầm Chọn bố trí cốt thép dầm cần tuân theo yêu cầu cấu tạo ghi mục 8TCVN 5574 Dọc theo trục dầm có nhiều phương án bố trí cốt thép Đối với dầm có nhịp nhỏ, tải trọng nhỏ, cốt thép dọc ít, kéo tất cốt dọc từ nhịp vào gối, kéo cốt dọc suốt từ nhịp sang nhịp từ gối sang gối khác Đối với dầm nhịp lớn, tải trọng lớn, lượng cốt thép dọc nhiều, để tiết kiệm thép xa dần khu vực nhịp gối tựa, cắt bớt cốt thép dọc uốn bớt cốt dọc chịu mô men âm từ gối xuống để chịu mô men dương nhịp Việc cắt uốn thép phải vào biểu đồ bao mô men sở vừa phải đảm bảo điều kiện cường độ tiết diện thẳng góc, vừa phải đảm bảo điều kiện tiết diện 26 nghiêng theo mô men Muốn thực tốt yêu cầu này, phải nắm vững cách xác định khả chịu lực tiết diện; biểu đồ bao vật liệu; vị trí cắt, uốn cách neo cốt thép Trong đoạn dầm khơng có mơ men âm (Mmax Mmin mơ men dương), phía khơng cần bố trí cốt thép chịu lực (trừ trường hợp cấu kiện đặt cốt kép, có cốt chịu nén theo tính tốn) Lúc phải đặt cốt cấu tạo vùng nén với nhiệm vụ cốt giá làm chỗ buộc đai để chịu ứng lực phát sinh tác dụng khác ngồi tải trọng Với dầm có chiều cao tiết diện 70cm cần đặt thêm cốt cấu tạo hai thành dầm, chọn đường kính đường kính cốt giá Theo phương đứng, khoảng cách trục cốt giá thành đến trục cốt dọc gần phía phía thành dầm khơng q 40 cm 2.5 Vẽ biểu đồ bao vật liệu Biểu đồ bao vật liệu biểu đồ thể khả chịu mơ men tiết diện thẳng góc dầm, có trục ngang trục dầm tung độ Mtd Biểu đồ bao vật liệu có hai nhánh, nhánh dương tính với cốt chịu kéo đặt phía dưới, nhánh âm tính với thép chịu kéo bên (khơng tính thép cấu tạo) Biểu đồ bao vật liệu có tính chất sau: • Trong đoạn có tiết diện cốt thép khơng đổi ta có đoạn nằm ngang • Tại tiết diện cắt lý thuyết, biểu đồ bao vật liệu có bước nhảy • Trong đoạn uốn cốt thép, quy ước vẽ BĐBVL thành đoạn xiên có mút ứng với điểm đầu điểm kết thúc đoạn uốn Để đánh giá mức độ hợp lý việc bố trí cốt thép, cần vẽ BĐBVL biểu đồ bao mô men (BĐBM) trục ứng với tỷ lệ BĐBVL phải bao BĐBM BĐBVL sát với BĐBM tiết kiệm vật liệu Muốn chọn điểm cắt điểm uốn cốt thép cần phải so sánh phương án điều chỉnh cần thiết 27 5 W4 M td(1+3+4) M td(1+3) M=Mtd(2) tiÕt diƯn c¾t lý thuyÕt cña Mtd(3) W3 M td(2) M td(1+2) M=M td(1+3) tiÕt diƯn c¾t lý thut cđa Mtd(2) W1 Hình 23 Thí dụ hình bao vật liệu Trong Hình 23, với nhánh âm xét từ gối tựa ra, có phương án khác uốn cốt thép trước, sau cắt cốt thép khác, sau cắt hai lần uốn Uốn cốt thép Để vừa thỏa mãn điều kiện cường độ tiết diện thẳng góc vừa thỏa mãn điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo mô men, tiết diện bắt đầu uốn cốt dọc vùng kéo phải cách tiết diện trước đoạn khơng nhỏ 0,5 h0 (về phía mơ men giảm) điểm kết thúc phải nằm tiết diện sau Tiết diện trước tiết diện mà uốn tận dụng hết khả chịu mô men tiết diện thẳng góc Tiết diện sau tiết diện mà bắt đầu khơng cần đến uốn để chịu mơ men tiết diện thẳng góc Cắt cốt thép Có hai dạng cắt cốt thép: Cắt bỏ hẳn vài cắt có đường kính lớn để nối vào có đường kính nhỏ Lúc đoạn nối phải đảm bảo yêu cầu mối nối thép chịu kéo vùng bê tông chịu kéo Mtd từ vị trí nối phía mơ men giảm tính với có đường kính nhỏ vừa thay 28 Để đồng thời thỏa mãn điều kiện cường độ tiết diện thẳng góc, điều kiện cường độ tiết diện nghiêng tiết diện cắt thực tế hay vài phải cách tiết diện cắt lý thuyết (về phía mơ men giảm) đoạn max (W 20d) Như muốn xác định tiết diện cắt thực tế cần phải xác định W; nắm vững khái niệm cách xác định vị trí tiết diện cắt lý thuyết Tiết diện cắt lý thuyết (hay số thanh) tiết diện mà từ trở khơng cần đến (hay số đó) để chịu mơ men tiết diện thẳng góc Để xác định tiết diện cắt lý thuyết (hay số thanh) đó, ta trừ chúng ra, tính khả chịu mơ men tiết diện thẳng góc tiết diện (ký hiệu MtdScắt(i)) với i ký hiệu bị cắt Vẽ biểu đồ MtdScắt(i) lên trục với biểu đồ bao mô men với tỷ lệ Giao biểu đồ MtdScắt(i) với biểu đồ bao mơ men tiết diện cắt lý thuyết (i) Ví dụ hình 3.21, thép chịu M(+), sau cắt số 1, ta có MtdScắt(1) = Mtd(2) ; thép chịu M(−), sau cắt 4, ta có MtdScắt(4) = Mtd(1+3) - Tiết diện cắt thực tế tiết diện từ tiết diện cắt lý thuyết kéo dài thêm khoảng W để đảm bảo khả chịu mô men tiết diện nghiêng + Khi đoạn cắt bớt cốt dọc khơng có cốt xiên: Q + 5d 2q SW W= Trong đó: Q - giá trị lực cắt tiết diện cắt lý thuyết (lấy độ dốc biểu đồ mô men) d - đường kính cốt dọc bị cắt qSW - khả chịu cắt cốt đai 1m chiều dài dầm: qsw = Rsw Asw s với Rsw, Asw s - cường độ tính tốn theo khả chịu cắt cốt đai, tổng diện tích tiết diện ngang lớp cốt đai bước đai + Khi đoạn cắt bớt cốt dọc có cốt xiên: W= Q − Qs ,inc q sw + 5d đó: Qs,inc = Rsw As,inc sinθ 29 Ở đây: θ - góc nghiêng hợp trục cốt xiên với phương trục dầm As,inc - Diện tích tiết diện ngang lớp cốt xiên bị tiết diện nghiêng cắt qua Khi đoạn dầm có nhiều cần cắt, nên xếp để cắt cốt thép vài tiết diện Đối với dầm phụ, không cần vẽ biểu đồ bao vật liệu để cắt thép mà cắt theo hướng dẫn thực hành Hình cách cắt thép Hình 24 Vị trí cắt cốt thép dầm chịu tải trọng phân bố 30 CHƯƠNG THIẾT KẾ SÀN SƯỜN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ BẢN HAI PHƯƠNG 3.1 Sơ đồ kết cấu làm việc Sàn gồm sàn hệ sườn đúc liền khối Tỉ lệ cạnh l2 ≤2 l1 Kích thước cạnh l1, l2 = - 6m Khi lưới cột không lớn, dầm kê trực tiếp lên đầu cột (Hình 25a) Khi lưới cột lớn (có thể ÷ 10m), nên thêm dầm phụ Thí dụ mặt kết cấu sàn ô thêm dầm phụ cho phương thể Hình 25b Chiều dày hb lấy khoảng 1 l1 đến l1 ; 40 50 31 Bản Cột Tờng (Hoặc dầm) L1 D L1 C B D1 L1 D2 A L2 L2 L2 Bản Cột Tờng (Hoặc dầm) D L1 L1 L1 D3 (d.phô) L1 L1 D4 (d.phô) D2 L1 D1 L2 b) L2 L2 L2 L2 C B A L2 Hình 25 Sơ đồ kết cấu kê cạnh Xét cạnh chịu tải trọng phân bố tăng dần, quan sát thấy biến dạng sau (Hình 26): + Mặt bản: xuất vết nứt theo phương đường phân giác góc, có vết nứt theo phương cạnh dài + Mặt trên: cạnh ngàm cứng có vết nứt chạy vòng theo chu vi, kê tự góc bị vênh lên 32 Hình 26 Vết nứt kê cạnh chịu tải trọng phân bố 3.2 Cấu tạo cốt thép Từ hình dạng vết nứt Có hai cách đặt thép cho mặt bản: L1 L1 L2 L2 + Cách 1: Đặt nghiêng góc 45o so với cạnh + Cách 2: Đặt song song với cạnh Thực tế hay dùng cách để dễ thi cơng 33 3.3 Tính sàn Theo sơ đồ khớp dẻo Quan sát làm việc kê cạnh, trạng thái cân giới hạn, theo khe nứt hình thành khớp dẻo, chia thành miếng cứng Như xem gồm miếng cứng nối với khớp dẻo (Hình 27) Hình 27 Sơ đồ khớp dẻo kê cạnh chịu tải trọng phân bố Mô men khớp dẻo: Mkd = Ra.Fa.Z; Mkd mô men khớp dẻo đơn vị dài, Fa diện tích cốt thép đơn vị dài, Z cánh tay đòn nội lực (Z ≈ 0.9h0) Nếu cạnh kê tự mơ men cạnh =0 Tính mơ men dựa ngun lý cân công nội ngoại lực, ta có cơng thức sau: - Trường hợp cốt thép lớp bố trí đều: q l12 (3l2 − l1 ) = (2 M + M I + M I' )l2 + (2 M + M II + M II' )l1 12 - Trường hợp cốt thép lớp bố trí khơng cốt thép chịu mô men dương nhịp gấp đôi dải biên nên: q l12 (3l2 − l1 ) l = (2 M + M I + M I' )l2 + (2 M + M II + M II' )l1 − ( M + M ) 12 34 Ta có phương trình mà chứa mơ men cần tìm Vì lấy M1 làm ẩn số, mơ men lại biểu diễn qua M1 với hệ số chọn dựa hướng dẫn thực hành ví dụ Error! Reference source not found Bảng Các tỷ số tính kê bốn cạnh theo sơ đồ khớp dẻo α= l2 l1 a2 = M2 M1 1,0 - 1,5 1,0 - 0,3 a1 = MI M' ; a1' = I M1 M1 a2 = M II ' M II' ; a2 = M1 M1 2,5 - 1,5 2,5 - 0,8 1,5 - 2,0 0,5 - 0,15 2,0 - 1,0 1,3 - 0,3 Khi tính mơ men cho ô liên tục, nên chọn trước giá trị mô men gối ô tính mơ men nhịp để chọn mô men gối ô kề khơng chênh lệch nhiều Theo sơ đồ đàn hồi Bản xem tựa khớp gối vào tường kê tự dầm Mép biên xem ngàm mép biên nằm gối liên tục, có chuyển vị xoay nhỏ Khi đổ liền khối với dầm biên, độ lớn mô men âm sát mép dầm phụ thuộc độ cứng chống xoắn dầm biên Dầm có độ cứng chống xoắn lớn cản trở biến dạng xoay làm mô men âm lớn (gần với liên kết ngàm) Trong tính tốn thực hành, coi mép liên kết với dầm biên liên kết khớp đặt thép chịu mô men âm Khi kê lên dầm, cho độ võng gối tựa gần Thực điều kiện biên phải kể đến độ võng dầm Trong phần thiết kế sàn, với mặt có dầm nhịp khơng lớn tiết diện dầm chọn theo hướng dẫn thực hành coi dầm khơng chuyển vị đứng để tính Cách tính chấp nhận từ xưa thực tế cho thấy tính tốn chịu lực tốt, đảm bảo an tồn Có thể dùng phần mềm tính tốn kết cấu (như SAP, SAFE ) để xác định nội lực với cấu kiện (plate) vỏ (shell) Hoặc dùng bảng tra sẵn giá trị mô men cho 11 loại ô đơn với liên kết lý tưởng khớp ngàm (xem phụ lục) * Tính đơn Tùy liên kết cạnh bản, người ta chia đơn làm 11 loại: 35 Mơ men dương nhịp tính theo cơng thức sau: M = α i1.q.l1.l2 M = α i q.l1.l2 Mơ men âm gối tính theo công thức sau: M I = β i1.q.l1.l2 M II = βi q.l1.l2 α i1 , α i , βi1 , β i hệ số bảng tra ứng với có kiên kết dạng i Tính liên tục Có thể dùng phần mềm tính tốn kết cấu để xác định nội lực liên tục với phương án tải trọng tổ hợp nội lực Trong tính tốn thực hành, kể đến phương án chất hoạt tải cách nhịp sử dụng bảng tra đơn để tính tốn sau: Đặt q1 = g + 0.5 p ; q2 = 0.5 p (g p tĩnh tải hoạt tải phân bố sàn) Mô men dương nhịp tính theo cơng thức sau: M = (α k1.q1 + α11.q2 ).l1.l2 M = (α k q1 + α12 q2 ).l1.l2 α k , α k hệ số α1 , α bảng tra ứng với có kiên kết dạng k α11 , α12 hệ số α1 , α bảng tra ứng với có kiên kết dạng (4 biên kê tự do) Mô men âm gối : 36 M I = β k1.( g + p ).l1.l2 M I = β k ( g + p ).l1.l2 β k1 , β k hệ số β1 , β bảng tra ứng với có kiên kết dạng k Trường hợp biên kê tự mơ men âm Giải thích cơng thức tính liên tục sau: - Để có Mmin gối, người ta xếp hoạt tải hai ô kề gối đó; - Để xác định mơ men dương bất lợi người ta xếp hoạt tải cách Thí dụ: l2 l2 l2 l2 l1 l1 l1 l1 l1 l1 3.4 Tính dầm hai phương: Các bước phương pháp tính dầm giống cách tính dầm sàn sườn tồn khối có loại dầm khác phần phân tải từ vào dầm Hình 28 thể sơ đồ phân tải từ vào dầm (chưa kể trọng lượng thân dầm) 37 Hình 28 Sơ đồ phân tải cho dầm đỡ kê bốn cạnh Nên để tải trọng dạng hình thang hình tam giác để tính nội lực cho dầm Nếu cần tính đơn giản hóa quy tải trọng phân bố theo công thức sau: Với dạng tam giác: qtđ = 5/8.qd; Với dạng hình thang: qtđ = (1 - β + β )qd l Trong qd tải trọng đỉnh tam giác hay hình thang, β = 2l Lưu ý: quy đổi tải trọng tương đương mô men lớn dầm Các giá trị khác nội lực chuyển vị khơng tương đương khơng nên dùng tải trọng phân bố tương đương để tính tốn bước 38 ... Khi có tải ngang tác dụng tường cột có chuyển vị ngang truyền nội lực đến dầm sàn nên cần tính tốn theo mơ hình kết cấu không gian Trong phạm vi đồ án thiết kế kết cấu sàn, coi tải ngang hệ thống... định từ việc tính tốn khung với tổ hợp tải trọng đứng ngang tác dụng vào khung Trường hợp hệ dầm cột không chịu tải ngang (toàn tải ngang tường chịu) tính dầm dầm liên tục kê lên cột tường Nhịp... βG ; Qpi = βP α β cho bảng Phụ lục (hoặc bảng lập sẵn giáo trình cẩm nang kết cấu BTCT) G G G G G G G G a) MG P P P P b) MP1 P P P P c) MP2 P P P P P d) P MP3 16 P P P P MP4 e) P P P P g) MP5