Chương 3. Thiết kế kết cấu sàn tầng 3
3.2 Xác định tải trọng
3.2.4 Tính toán nội lực cho các ô sàn
3.2.4.2 Tính toán nội lực bằng phần mềm Safe
Sàn tầng 3 được chuyển từ mô hình ETABS sang SAFE, theo đó SAFE cung cấp công cụ Strip nhằm tạo điều kiện để tính toán cốt thép theo một dải định trước.
Từ mô hình Etabs ta vào mục file -> Export -> Save story as SAFE V12.f2k Text File ->Export Floor Loads Only -> Select Cases (chọn tĩnh tải và hoạt tải tầng lẻ) -> OK.
Hình 3.7 Chuyển mô hình sàn từ Etabs sang Safe
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 35
Hình 3.8 Mô hình sàn tầng 3 được xuất từ Etabs sang Safe
Hình 3.9 Tĩnh tải (TT)
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 36
Hình 3.10 Hoạt tải (HTTL)
Hình 3.11 Hoạt tải dài hạn (HTDAIHAN)
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 37
Tổ hợp tải trọng tính toán
( a ) ( b )
( c ) Hình 3.12 ( a ) combo dùng để tính toán cốt thép ( b ), ( c ) combo dùng để kiểm tra sàn theo TTGH II
Ứng với mỗi ô bản ta cần vẽ các dải theo 2 phương có bề rộng bằng bề rộng là 1m đối với dải giữa nhịp và dãy đầu cột.
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 38
Hình 3.13 Dãy strip theo phương X có bề rộng 1mét
Hình 3.14 Dãy strip theo phương Y có bề rộng 1mét
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 39
Giải mô hình
Hình 3.15 Nội lực theo phương X
Hình 3.16 Nội lực theo phương Y
Ghi chú: Momen tại vị trí sàn và vách có giá trị về 0 là do ta xem liên kết giữa sàn và vách là liên
kết tựa nên ta giải phóng momen tại vị trí này.
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 40
Tính toán nội lực và cốt thép cho sàn
Nội lực được lấy theo các dải strip có bề rộng 1 mét theo hai phương x và y. Tính toán diện tích cốt thép tương tự như phương pháp tra bảng. Kết quả tính toán được lập thành bảng
Bảng 3.12 Kết quả nội lực và tính toán cốt thép cho sàn.
Tên ô bản Vị trí Momen
(KN.m) αm ζ As tính
(cm2)
Chọn thép
d (%)
mm
a
mm
Aschon
cm2
1
Nhịp X 1.2 0.011 0.0111 0.67 8 200 2.51 0.314 Gối X 3.2 0.0294 0.0299 1.8 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 0.9 0.0083 0.0083 0.5 8 200 2.51 0.314 Gối Y 10.2 0.0938 0.0986 5.96 10 130 6.04 0.755
2
Nhịp X 0.39 0.0036 0.0036 0.22 8 200 2.51 0.314 Gối X 1.1 0.0101 0.0102 0.61 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 0.17 0.0016 0.0016 0.09 8 200 2.51 0.314 Gối Y 2.8 0.0257 0.0261 1.58 8 200 2.51 0.314
3
Nhịp X 3.2 0.0294 0.0299 1.8 8 150 3.35 0.419 Gối X 4.1 0.0377 0.0384 2.32 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 4 0.0368 0.0375 2.26 8 150 3.35 0.419 Gối Y 7.6 0.0699 0.0725 4.38 10 130 6.04 0.755
4
Nhịp X 3.8 0.0349 0.0356 2.15 8 150 3.35 0.419 Gối X 10.5 0.0965 0.1017 6.15 10 130 6.04 0.755 Nhịp Y 5.7 0.0524 0.0538 3.25 8 150 3.35 0.419 Gối Y 10.2 0.0938 0.0986 5.96 10 130 6.04 0.755
5
Nhịp X 3.1 0.0285 0.0289 1.75 8 150 3.35 0.419 Gối X 9.5 0.0873 0.0915 5.53 10 130 6.04 0.755 Nhịp Y 4.7 0.0432 0.0442 2.67 8 150 3.35 0.419 Gối Y 10.3 0.0947 0.0996 6.02 10 130 6.04 0.755
6
Nhịp X 5.8 0.0533 0.0548 3.31 8 150 3.35 0.419 Gối X 8.7 0.08 0.0834 5.04 10 150 5.24 0.655 Nhịp Y 5.7 0.0524 0.0538 3.25 8 150 3.35 0.419 Gối Y 9.1 0.0836 0.0875 5.29 10 150 5.24 0.655
7
Nhịp X 0.2 0.0018 0.0018 0.11 8 150 3.35 0.419 Gối X 8.7 0.08 0.0834 5.04 10 150 5.24 0.655 Nhịp Y 1.8 0.0165 0.0167 1.01 8 150 3.35 0.419 Gối Y 1.5 0.0138 0.0139 0.84 8 200 2.51 0.314
8
Nhịp X 6.4 0.0588 0.0607 3.67 8 130 3.87 0.484 Gối X 0.2 0.0018 0.0018 0.11 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 6.9 0.0634 0.0656 3.96 8 130 3.87 0.484 Gối Y 4.1 0.0377 0.0384 2.32 8 200 2.51 0.314
9
Nhịp X 2.9 0.0267 0.027 1.63 8 150 3.35 0.419 Gối X 6.4 0.0588 0.0607 3.67 10 200 3.93 0.491 Nhịp Y 4 0.0368 0.0375 2.26 8 150 3.35 0.419 Gối Y 12.4 0.114 0.1213 7.33 10 100 7.85 0.981
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 41
Tên ô bản Vị trí Momen
(KN.m) αm ζ As tính
(cm2)
Chọn thép
d (%)
mm
a
mm
Aschon
cm2
10
Nhịp X 11.2 0.1029 0.1089 6.58 8 70 7.18 0.898 Gối X 0.5 0.0046 0.0046 0.28 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 7.1 0.0653 0.0675 4.08 8 120 4.19 0.524 Gối Y 8.6 0.079 0.0824 4.98 10 150 5.24 0.655
11
Nhịp X 5.8 0.0533 0.0548 3.31 8 150 3.35 0.419 Gối X 14.8 0.136 0.1468 8.87 10 100 7.85 0.981 Nhịp Y 4.5 0.0414 0.0423 2.55 8 150 3.35 0.419 Gối Y 6.3 0.0579 0.0597 3.61 10 150 5.24 0.655
12
Nhịp X 4.8 0.0441 0.0451 2.73 8 200 2.51 0.314 Gối X 0.3 0.0028 0.0028 0.17 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 0.9 0.0083 0.0083 0.5 8 200 2.51 0.314 Gối Y 1.8 0.0165 0.0167 1.01 8 200 2.51 0.314
13
Nhịp X 3.1 0.0285 0.0289 1.75 8 200 2.51 0.314 Gối X 0.3 0.0028 0.0028 0.17 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 2.2 0.0202 0.0204 1.23 8 200 2.51 0.314 Gối Y 0.8 0.0074 0.0074 0.45 8 200 2.51 0.314
14
Nhịp X 1.3 0.0119 0.012 0.73 8 200 2.51 0.314 Gối X 0.3 0.0028 0.0028 0.17 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 2.1 0.0193 0.0195 1.18 8 200 2.51 0.314 Gối Y 0.02 0.0002 0.0002 0.01 8 200 2.51 0.314
15
Nhịp X 6.9 0.0634 0.0656 3.96 8 120 4.19 0.524 Gối X 3.1 0.0285 0.0289 1.75 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 4.1 0.0377 0.0384 2.32 8 150 3.35 0.419 Gối Y 7.8 0.0717 0.0745 4.5 10 150 5.24 0.655
16
Nhịp X 5.2 0.0478 0.049 2.96 8 150 3.35 0.419 Gối X 8.9 0.0818 0.0855 5.17 10 150 5.24 0.655 Nhịp Y 2.7 0.0248 0.0251 1.52 8 150 3.35 0.419 Gối Y 7.6 0.0699 0.0725 4.38 10 150 5.24 0.655
17
Nhịp X 2.6 0.0239 0.0242 1.46 8 150 3.35 0.419 Gối X 2.4 0.0221 0.0223 1.35 10 150 5.24 0.655 Nhịp Y 0.7 0.0064 0.0065 0.39 8 150 3.35 0.419 Gối Y 0.2 0.0018 0.0018 0.11 8 200 2.51 0.314
18
Nhịp X 0.3 0.0028 0.0028 0.17 8 200 2.51 0.314 Gối X 2.6 0.0239 0.0242 1.46 8 200 2.51 0.314 Nhịp Y 0.1 0.0009 0.0009 0.06 8 200 2.51 0.314 Gối Y 1.2 0.011 0.0111 0.67 8 200 2.51 0.314
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 42
Nhận xét:
Hình 3.17 Momen dải giữa nhịp (bề rộng strip là 1m) Trình bày một đoạn biểu đồ đặc trưng của moment dãy giữa nhịp. Từ đây có thể thấy rằng:
(1) tại đa số vị trí có dầm phụ chia ô sàn có kích thước 8x8m thì moment giảm đáng kể nhưng giá trị vẫn dương (căng thớ dưới), (2) tại vị trí gối biên momen rất nhỏ, (3) Riêng tại vị trí ô sàn 15 và
16, ô 18 có bố trí dầm phụ có xuất hiện momen âm (căng thới trên)
Hình 3.18 Momen tại ô sàn 15 và 16
Điều này có thể giải thích là tại vị trí này sàn có kích thước 5x8m có bố trí dầm phụ độ cứng của dầm phụ lúc này là lớn nên liên kết giữa dầm và sàn có thể xem là liên kết ngàm nên có xuất hiện momen âm (căng thới trên).
Từ nhận xét (1) và (3) tại vị trí các dầm phụ để thiên về an toàn ta đặt thêm cốt thép mũ cấu tạo, tại vị trí dầm biên có nội lực nhỏ ta cũng chỉ đặt cốt thép mũ cấu tạo.
So sánh: Nội lực của hai phương pháp tra bảng và phần mềm Safe
Bảng 3.13 So sánh nội lực ô bản số 3, 4, 5
Ô bản Vị trí
Momen (KN.m) Tra bảng Safe
3
Nhịp X 3.36 3.2
Gối X 4.1 7.099
Chương 3: Thiết kế kết cấu sàn Trang 43
Ô bản Vị trí
Momen (KN.m) Tra bảng Safe
Nhịp Y 1.319 4
Gối Y 2.775 7.6
4
Nhịp X 2.812 3.8
Gối X 6.545 10.5
Nhịp Y 2.796 5.7
Gối Y 6.482 10.2
5
Nhịp X 2.29 3.1
Gối X 5.114 9.5
Nhịp Y 0.985 4.7
Gối Y 2.114 10.3
Kết luận: Qua việc tính toán nội lực của sàn theo hai phương pháp tra bảng và phần mềm Safe thì
có thể thấy rằng kết quả nội lực của sàn được tính bằng phần mền Safe cho giá trị lớn hơn. Tính toán nội lực của sàn theo phương pháp tra bảng còn một số hạn chế như tải tường ta phải quy về tải phân bố trên toàn bộ ô sàn và khi tính toán ta không xét đến sự làm việc đồng thời giữa các ô sàn liền kề. Vì vậy trong đồ án này sinh viên chọn kết quả nội lực và tính toán cốt thép của phần mềm Safe.