CHƯƠNG 9:PHƯƠNG ÁN HỆ DẦM SÀN LIÊN HỢP15810.1.TỔNG QUAN15810.1.1 Giới thiệu15810.2.TÍNH TOÁN SÀN15910.2.1 Lý thuyết tính toán sàn liên hợp15910.2.2 Kiểm tra tấm sàn làm việc như coppha khi thi công.16310.2.3 Kiểm tra tấm sàn làm việc trong giai đoạn liên hợp16510.3.TÍNH TOÁN HỆ DẦM PHỤ TẦNG ĐIỂN HÌNH17110.3.1 Thông số vật liệu17110.3.2. Đặc trung tính toán17110.3.3. Kiểm tra khả năng chịu lực17310.4.THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM PHỤ VÀO DẦM CHÍNH17710.4.1. Tính toán dầm phụ (IPE330) cài dầm chính17710.4.2.Kiểm tra đường hàn17810.5.HỆ KHUNG CHÍNH17810.5.1 Tải trọng17810.5.2 Tải gió tác động vào khung17910.5.3 Sơ bộ tiết diện khung18210.5.4 Xây dựng mô hình18310.5.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm19210.5.6 Kiểm tra khả năng chịu lực của cột194
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM CHƯƠNG 9:PHƯƠNG ÁN HỆ DẦM SÀN LIÊN HỢP Nội dung chương bao gồm: - Lý thuyết tính tốn; (phụ lục) - Tải trọng tác dụng lên sàn, sơ đồ tính nội lực sàn; - Tính tốn kiểm tra sàn giai đoạn: thi công làm việc liên hợp; - Tính tốn bố trí cốt thép cho sàn; - Tính tốn hệ dầm liên hợp đỡ sàn -Tính tốn hệ dầm -Tính tốn cột liên hợp 10.1.TỔNG QUAN 10.1.1 Giới thiệu Khác với kết cấu bê tơng cốt thép thơng thường,có cốt thép chịu lực thép tròn,kết cấu liên hợp thép-bê tơng kết cấu liên hợp mà thép chịu lực có dạng tấm,thép hình,thép ống.Nó nằm ngồi bê tơng bê tông,được liên kết với để làm việc Với việc sử dụng ngày phổ biến kết cấu liên hợp giới,việc phát triển kết cấu cấu kiện liên hợp cấu kiện ngày quan tâm Kết cấu liên hợp nghiên cứu áp dụng cho nhiều cơng trình xây dựng Mỹ,Canada,Nhật,các nước Tây Âu,Trung Quốc Việt Nam Tại Hoa kỳ,Các quy định tính tốn cho loại cấu kiện kết cấu trình bày tiêu chuẩn :”Load and resistance factor design LRFD specification for structural steel bulding” viên cơng trình thép hoa kì ấn hành,ANSI/AISC 360-10,năm 2010 Tại Canada,các yêu cầu thiết kế loại cấu kiện đề cập đến tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép theo trạng thái tới hạn(limit state design of steel structural,CAN/CSAS16-1M94) Tại châu Âu,các tiêu chuẩn tính tốn tương tự đề cập EUROCODE 1994 -Ưu điểm kết cấu có nhiều tính loại kết cấu khác,cự thể: +Bê tơng thép hồn tồn tương thích bổ sung cho loại vật liệu có hệ số giãn nở nhiệu gần giống chúng kết hợp bổ sung cho cách hiệu với việc bê tông chịu nén thép chịu kéo +Cho phép thi cơng nhanh kết cấu thép lắp đặt hồn chỉnh trước bơm bê tông sau +Thép định vị vị trí xa tiết diện nên tăng khả chịu lực cấu kiện +Hiệu ứng kiềm chế nở hông bê tông làm ngăn cản vỡ nứt bê tông,làm khả chịu nén bê tông tăng tối đa SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM +Phù hợp cho cấu kiện cơng trình cao tầng với khả chịu lực tăng làm giảm kích thước tiết diện,Kết cấu mảnh nhẹ so với kết cấu bê tông cốt thép thông thường,làm không gian sử dụng hiệu kiến trúc tăng,móng nhẹ +Độ tin cậy sử dụng kết cấu liên hợp cho công trình chịu động đất tăng lên so với kết cấu bê tơng cốt théo.Kết cấu có khả biến dạng lớn bê tông cốt thép từ tăng độ dai,đó ưu điểm lớn chịu tải trọng động đất.Nhận định khảo sát kỹ nhật +Có thể tạo kết cấu ứng lực trước thi công,tăng hiệu sử dụng vật liệu,nhất vật liệu cường độ cao 10.2.TÍNH TỐN SÀN 10.2.1 Lý thuyết tính tốn sàn liên hợp u cầu thiết kế Sàn liên hợp: xem xét sàn làm việc nhịp liên tục có nhịp dài: l = 2.0 m Thời gian chống cháy: giờ(60 phút) Phương án thi công: không sử dụng chống tạm Chọn sàn, vật liệu Chọn sàn ComFlor46 thương hiệu Corus ComFlor46 sản phẩm điển hình cho nhịp 2.6÷3.3m(trường hợp khơng sử dụng chống tạm) Sản phẩm có bề rộng phủ lên đến 900mm, bề rộng lớn có lợi cho thi cơng lắp đặt nhanh chóng Vật liệu: Mạ phương pháp nhúng kẽm nóng Ứng suất giới hạn chảy nhỏ 280N/mm Khối lượng lớp mạ kẽm nhỏ 275g/m2 mặt Hình 1.1:Tiết diện sàn ComFlor46 SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM Thông số sàn ComFlor46 loại sàn dày 130mm Chiều dày mm 0.9 Chiều dày thực mm 0.86 Trọng lượng kN/m2 0.09 Diện tích mm2 1137 Trục trung hòa mm 20.38 Mơ men qn tính cm4/m 41.5 Khả chịu uốn M+ M- kNm/m 4.63 kNm/m 4.67 Chọn chiều dày sàn liên hợp h = 130mm(thỏa mãn điều kiện chiều dày quy định) Với khuyến nghị nhà sản xuất sau: Lưới thép tương ứng, xét điều kiện thi công Việt Nam chọn lưới thép φ10a200 (đoạn nối 400mm) Bố trí lưới thép gối tựa từ gối vươn 1.2m Ở vùng nhịp, diện tích lưới thép giảm nửa(đến 0.1% cho thi công không chống tạm) Tỉ lệ nhịp/chiều cao sàn nhỏ 35 bê tông thường: l/h = 2000/130 = 15.3 < 35 :Thỏa(với bê tông thông thường) Độ võng giới hạn: thường thỏa thuận với chủ đầu tư, giới hạn sau: Giai đoạn thi công: Le/130 ≤ 30mm; độ võng hoạt tải thi công không nên vượt nhịp/180 20mm, độ trũng sàn xét đến khơng vượt q nhịp/130 30mm Độ võng hoạt tải: Le/350 ≤ 20mm; Tổng độ võng: Le/250 ≤ 30mm Tải trọng: tải trọng giai đoạn thi công gồm trọng lượng thân hoạt tải thi công Hoạt tải lấy 1.5 kN/m2 4.5/Lp(Lp nhịp tiết diện sàn gối tựa) Đối với sàn nhiều nhịp thi công không chống tạm, tải thi công 1.5 kN/m2 xét nhịp Trên nhịp khác, hoạt tải thi cơng có giả trị 0.75 kN/m2 Lỗ mở: thiết kế dựa theo kích thước nó: Nhỏ: diện tích 300mm2, khơng cần bổ xung thêm cốt thép; Vừa: diện tích 300÷700mm2, thường u cầu gia cường cốt thép; Lớn: diện tích 700 mm2 SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM Hình 1.2: Loại tơn kích thước Ký hiệu Nội dung, công thức Tấm tôn Chiều dày danh định Chiều dày tính tốn Chiều cao tơn Kh/cách mặt tới trục trung hòa tơn Diện tích tiết diện Thể tích bê tơng đơn vị diện tích Giới hạn chảy Module đàn hồi Trọng lượng tơn thép Momen qn tính hữu hiệu Sức kháng M dương Sức kháng M âm Hệ số m Hệ số k Sàn Chiều cao sàn liên hợp Chiều dày lớp bê tông sườn h-hp K/cách mặt sàn đến trọng tâm sườn h-e Bề rộng trung bình sườn Bê tông (bê tông kết cấu liên hợp dùng B25 trở lên) Đơn vị Giá trị t ts hp mm mm mm CF46/0 0.9 0.86 46 ep mm 20.38 Ap Vc fyp,k mm2/m m3/m2 kN/m/m2 kN/m/mm kN/m2 cm4/m 1137 0.111 0.35 kNm/m 4.63 kNm/m 4.67 N/m/m2 N/m/m2 0.204 0.156 h mm 130 hc mm 84 dp mm 109.62 bo mm 131.5 kN/m3 N/m/m2 B25 (C20/25 ) 25 20 Es Wp Ip Mp.Rd + Mp.Rd m k Cấp độ bền bê tông (Theo TCVN) Trọng lượng riêng Cường độ chịu nén mẫu hình trụ SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY γ fck 210 0.09 41.5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM Ký hiệu fctm Ectm Nội dung, công thức Cường độ chịu kéo mẫu trụ Module đàn hồi cát tuyến Cốt thép Theo điều kiện thực tế Việt Nam Đường kính cốt thép Khoảng cách bố trí thép Diện tích cốt thép Giới hạn đàn hồi Module đàn hồi Hệ số an toàn Tỉnh tải Hoạt tải Bê tông d Ap As fsk Ea Thép tơn; Thép kết cấu Cốt thép Hệ số tính tốn lực cắt Kích thước hình học tơn Góc nghiêng Chiều dài thực bụng Đơn vị Giá trị N/m/m2 N/m/m2 1.5 29 mm mm mm2/m N/m/m2 kN/m/m2 AII 10 200 392.5 295 210 γQ γG γc γap; γa γs γVS 1.1 1.3 1.5 1.15 1.25 tan α α Sw 1.74 60.05 53.09 1.1 độ mm Tải trọng Nội dung, công thức i.Giai đoạn thi công Trọng lượng tôn Trọng lượng bê tông ướt (gồm bê tông 1/10 nước) (25+1)Vc Hoạt tải thi công phạm vi thi công nhịp Hoạt tải thi công phân bố phần lại ii.Giai đoạn làm việc liên hợp Trọng lượng sàn (chỉ có bê tơng) gp+25*Vc Trọng lượng lớp hoàn thiện Hoạt tải (2737) TỔNG Ký hiệu Đơn vị Giá trị gp kN/m2 0.09 gc kN/m2 2.61 kN/m2 kN/m2 1.5 0.75 g1 kN/m2 2.56 g2 q kN/m2 kN/m2 kN/m2 1.49 1.5 5.55 10.2.2 Kiểm tra sàn làm việc coppha thi công a Sơ đồ tính SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM Cắt dải sàn có bề rộng b=1m Chọn sơ đồ tính dạng dầm liên tục nhịp qua gối tựa dầm sàn (L=2.0m) TẢI TRỌNG THI CÔNG Tĩnh tải sàn tole Tải bê tông ướt Hoạt tải phạm vi thi công Hoạt tải phạm vi lại Hs vượt tải 1.1 1.1 1.3 1.3 kN/m kN/m kN/m kN/m Tiêu chuẩn 0.09 2.61 1.5 0.75 Tính tốn 0.1 2.871 1.95 0.975 Ơ Tĩnh tải: sàn S TT HT1 HT2 HT3 HT4 HT5 Biểu đồ mô ment M Q b Kết kiểm tra khả chịu lực 1.KIỂM TRA Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (ULS) Mp.Rd kNm/ Khả chịu uốn tôn + m SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY 4.63 THỎA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM Mp.Rd Giá trị nội lực lấy từ chương trình SAP2000 Giá trị momen âm lơn M1 Giá trị momen dương lớn M2 kNm/ m 4.67 THỎA kNm kNm -2 < -4.67 1.62 < 4.63 THỎA THỎA kN 2.65 2.KIỂM TRA TRẠNG THÁI SỬ DỤNG (SLS) Dùng cơng thức tính tốn sau: Tĩnh tải tiêu chuẩn (tole + BT khơ) Hệ số phụ thuộc nhịp sơ đồ chất tải (4 nhịp) Độ võng Độ võng giới hạn :min(Lc/180;20mm) p k δ m < [δ] 0.0027 [δ] SVTH: NGUYỄN QUỐC DUY 0.49 m 0.011 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐH KIẾN TRÚC TP-HCM 10.2.3 Kiểm tra sàn làm việc giai đoạn liên hợp a Tải trọng HOẠT TẢI Sàn TĨNH TẢI TT Giá trị hoạt tải chọn dựa theo chức sử dụng loại phong.Hệ số tin cậy n,đối với tải trọng phân bố xác định theo TCVN 2737-1995: Khi p^tc