CHƯƠNG 2 sàn BTCT ( hoàn thiện)

SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP Tác dụng của sàn? Các loại sàn thường gặp trong thực tế? Tính chất phân phối tải trọng của sàn? Các phương pháp tính toán sàn? Tính toán bản loại dầm như thế nào? Tính toán bản kê.

dụng

của sàn?

Các loại sàn thường gặp trong thực tế?

Tính chất phân phối tải trọng của sàn?

Các phương pháp tính toán sàn?

Tính toán bản loại dầm như thế nào?

Tính toán bản kê bốn cạnh như thế nào?

Bền vững

Độ cứng lớn

Khả năng chống cháy tốt

Khả năng chống thấm khá tốt

Thẩm mỹ,

vệ sinh và kinh tế

Nhược điểm

Trọng lượng lớn

Khả năng cách âm không cao

SÀN TOÀN

KHỐI

Kết cấu cột, dầm

sàn liền khối, nâng

cao hiệu quả chịu

Thời gian thi công được rút ngắn

Điều kiện thi công, dưỡng hộ bê tông không phụ thuộc nhiều vào thời tiết.

???

Phạm vi ứng dụng của 2 loại sàn trên?

Có thể kết hợp 2 phương pháp thi công để tận dụng

ưu nhược điểm của

2 loại sàn không?

Bản loại dầm Bản kê 4 cạnh Sàn có hệ dầm trực

giao Sàn ô cờ

Sàn không dầm Sàn gạch bóng Sàn panen lắp ghép

???

 Xét ô bản kê tự do lên 4 cạnh, kích thước L1, L2 chịu tải trọng phân bố đều q(daN/m 2 )

 Đặt α=L2/L1

 Độ võng tại điểm chính giữa của 2 dải

 Điều kiện f1=f2  q1L14 =q2l24 (2)

 Từ (1) và (2)

◦ α>2: bản loại dầm, làm việc 1 phương theo phương cạnh ngắn.Thường dùng trong các nhà công nghiệp có hoạt tải lớn

◦ α≤2: bản kê 4 cạnh, làm việc 2 phương Dùng rộng rãi trong các công trình dân dụng, công nghiệp loại nhỏ

; 384

5

; 384

2

4 1 1 1

EI

L q f

EI

L q

4 1 2

4 2

4 1

4 2

L L

L q

q L L

 Ở giữa bản có momen dương M1, M2 lần lượt theo 2 phương cạnh ngắn, dài

 Ở gối có momen âm MI, MII lần lượt theo 2 phương cạnh ngắn, dài

 Khi chịu tải phân bố đều, trong bản xuất hiện các vết nứt như sau

 Dựa vào các đường nứt ở giữa nhịp, chia ô bản thành các hình tam giác và hình thang Đó là diện truyền tải từ sàn vào các dầm bao quanh ô sàn

giác

 Dầm theo phương cạnh dài có diện truyền tải hình thang

 Chiều cao của tải tam giác và hình thang có cường độ là

qL1/2

L2

D2 D1

Cắt 1 dải thẳng góc với phương liên kết

có bề rộng b=1m, Xem bản như 1

dầm

Chọn sơ đồ liên kết

thích hợp

Quy ước

Liên kết tựa đơn

•Bản kê lên tường

•Bản tựa lên dầm bê

Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn

• δi, γi: chiều dày, khối lượng riêng của lớp cấu tạo sàn thứ i

TCVN2737:1995

i i

n

i i

n

c i

g     

Hoạt tải sử dụng của người và thiết

2,1,

/200

3,1,

/200

p

c s

n m daN

p

n m daN

p

 Tải gió coi như không ảnh hưởng đến nội lực trong sàn.

 Đối với 1 số loại phòng mà có diện tích lớn, thì cho phép giảm hoạt tải tính toán theo điều 4.3.4/trang 15.

 Đối với các công trình có từ 2 sàn trở lên, cho phép giảm hoạt tải tính toán theo điều 4.3.4/trang 15.

 Đối với các bộ phận như sàn, mái, cầu

thang, ban công, loogia cần kể đến lực

tập trung thẳng đứng đặt tại 1 vị trí bất lợi.

 Giả thiết a, suy ra h0=h-a

Kiểm tra hàm lượng:

% 100

, R

2 1 1

,

0 s

0

2 0

bh

A bh

R A

bh R M

s b

b s

m R

b b m

R R M

M M

max min

% 2 0 ,

600 500

:

% 15 0 ,

400 250

:

% 1 0 ,

200

 Phương L1 đặt thép theo tính toán

◦ L2/L1≥3 thì As2≥10%As

◦ L2/L1<3 thì As2≥20%As

◦ Cốt thép ở gối và nhịp bố trí riêng biệt

◦ Cốt thép ở nhịp uốn lên gối

 Gồm có bản và hệ dầm đúc liền toàn khối

này bố trí nhiều dầm phụ nhưng phải

có 1 dầm phụ kê lên cột

trực tiếp lên tường gạch, dầm hoặc cột bê tông cốt thép

 Sơ đồ tính: dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và dầm phụ

◦ Nhịp giữa: L0=L1-bdp

◦ Nhịp biên: L0b=L1-bdp/2-bt/2+C/2

 bdp: bề rộng dầm phụ

 bt: chiều dày tường: Lg; 1,5Lg; 2Lg

 C: đoạn bản ngàm vào tường, (C≥120; hs)

◦ Xác định sơ bộ kích thước dầm phụ:

d d

d

h b

L h

) 4 2 ( 1

) 15 13

( 1









 Tải trọng: giống tính toán bản dầm

◦ Momen lớn nhất ở nhịp biên và gối thứ 2

◦ Momen lớn nhất ở nhịp giữa và gối giữa

◦ Tại gối thứ 2, Lob≠Lo, khi tính toán momentại gối này chọn Lmax

11

2 max

ob s

L Q

M  

16

2 0 max

L Q

 Khoảng cách các cốt thép ở nhịp phải giốngnhau, ở gối cũng tương tự Nếu chọn 2đường kính khác nhau thì phải bố trí sole

 Đường kính thép sàn từ 6 đến 10

 Khoảng cách cốt thép chịu lực

◦ Thép chịu momen dương: 70≤@≤200

◦ Thép chịu momen âm: 100≤@≤200

 Các thanh thép chịu momen âm, phải kéodài qua mép dầm phụ 1 đoạn không bé hơn

 Bản kề với dầm chính cần đặt cốt cấu tạo vuông góc với dầm chính để chịu momen âm theo phương cạnh dài

◦ Số lượng ≥(5 thanh D6/1m; 1/3 cốt thép ởnhịp)

◦ Các thanh này cần kéo dài qua mép dầmchính mỗi bên 1 đoạn không bé hơn ¼nhịp tính toán của bản

phía thì ở các nhịp giữa và gối giữa được phép giảm tối đa 20% lượng cốt thép tính toán

 Sơ đồ tính: dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và dầm phụ

◦ Nhịp giữa: L0=L2

◦ Nhịp biên: L0b=L2-bt/2+C/2

 bt: chiều dày tường: Lg; 1,5Lg; 2Lg

 C: đoạn bản ngàm vào tường, (C≥120; hs)

 Tải trọng: Do bê tông dầm sàn đổ toàn khối nên dầm ngăn cản sự quay

tự do của bản, do đó hạn chế tác dụng của hoạt tải từ nhịp này sang các nhịp lân cận Trong tính toán, chuyển phần hoạt tải Ps/2 sang tĩnh tải

 Tải trọng: Do bê tông dầm sàn đổ toàn khối nên dầm ngăn cản sự quay

tự do của bản, do đó hạn chế tác dụng của hoạt tải từ nhịp này sang các nhịp lân cận Trong tính toán, chuyển phần hoạt tải Ps/2 sang tĩnh tải

 Sơ đồ tính: dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và dầm chính

 Biểu đồ bao momen:

◦ Nhánh dương: M=β1(Gdp+Pdp)L02

◦ Nhánh âm: M=β2(Gdp+Pdp)L02

◦ β1: hệ số phụ thuôc vào vị trí tiết diện

◦ β2: hệ số phụ thuôc vào vị trí tiết diện và

Pdp/Gdp

◦ Gối 1: Q=0,4(Gdp+Pdp)Lob

◦ Gối bên trái gối 2: Q=0,6(Gdp+Pdp)Lob

◦ Gối bên trái và bên phải gối giữa:Q=0,5(Gdp+Pdp)Lob

 Bố trí đối xứng qua trục đứng của tiết diện

chịu momen hoặc lực cắt

phải nằm trong mặt phẳng thẳng đứng

(thép chịu nén)

 Góc uốn của cốt xiên 45˚khi hd≤800,

gần gối tựa, ở trong đoạn L/2 giữa dầm đặt theo cấu tạo

đoạn

nhỏ

 Nhịp tính toán lấy theo trục

 Biểu đồ bao momen:

Qb M

M  

 Sơ đồ tính: dầm liên tục có các gối tựa là tường biên và cột

 Biểu đồ bao momen

◦ Đặt tĩnh tải lên toàn dầm, ta có Mg

◦ Đặt hoạt tải bất kì trong n trường hợp, ta

◦ Xác định tương tự như biểu đồ bao momen

◦ M’=Q=tgα

 α: góc nghiêng của biểu đồ bao momen

R nA

h

h F

s

R A R

xnA h

h F

 Bản làm việc 2 phương khi:

◦ Sàn thuộc loại bản kê 4 cạnh

◦ L2/L1≤2

 Momen dương lớn nhất ở giữa bản

 i=1-11, là kí hiệu thứ tự sơ đồ tính của ô bản đang xét

 L1, L2: nhịp tính toán của ô bản, tính theo trục

 1,2 chỉ kí hiệu phương đang xét là L1 hay

L2

 Ở trạng thái cân bằng giới hạn, bản được xem như gồm các miếng cứng nối lại với nhau bằng các khớp dẻo Momen tại khớp dẻo phụ thuộc vào diện tích cốt thép cắt qua đường nứt

 Khi cốt thép đặt đều

 Khi cốt thép đặt đều

 Chọn ẩn số chính là M1 và cho tỷ số giữa các momen khác đối với M1, tùy thuộc vào tỷ số

2

' 1

1 2

2 1

) 2

( )

2

( 12

) 3

(

L M

M M

L M M

M L

L L

q    I  I   II  II

k II

II I

I M L M M M L M M L M

M L

(

2 1

1

' 2

2

' 1

1 2

2

◦ Lưới cốt thép chịu M - có bề rộng L1/4

 Xác định tải trọng từ sàn truyền vào dầmtheo diện truyền tải

 Chọn sơ bộ kích thước tiết diệnh=(1/10-1/13)L

 Sơ đồ tính là dầm liên tục nhiều nhịp chịu tảiphân bố G và P

 Tính nội lực cho các tổ hợp nội lực của G vớicác trường hợp chất tải P bất lợi

 Xác định biểu đồ bao momen và lực cắt

 Nhịp tính toán lấy theo mép gối tựa

 Sơ đồ tính là dầm liên tục đều nhịp, liên kếtdầm với gối tựa biên là liên kết tựa đơn

 Tải trọng xác định giống sơ đồ đàn hồi

 Nội lực

◦ Nhịp biên và gối 2

◦ Nhịp giữa và gối giữa

◦ gd: trọng lượng bản thân dầm và tường xây trên dầm

◦ M0: momen uốn lớn nhất của dầm đươn kê tự do 2 dầu chịu tải trọng do bản truyền vào

◦ Q0: lực cắt tại gối của dầm đơn giản

0

0 0

0

2 0 0

;

) 11

7 , 0 (

L

M Q

Q L

M Q

Q

L g M

M

B T

B

B A

) 16

5 , 0 (

Q Q

Q Q

L g M

M

P C

T C

P B

 Khi kích thước ô sàn lớn hơn 6m, ta bố trí thêm các dầm ngang và dầm dọc thẳng góc nhau để chia ô bản thành nhiều ô nhỏ có kích thước nhỏ hơn 6m

◦ Dầm chính D1 là dầm 1 nhịp có gối tựa là cột, tải trọng tác dụng gồm trọng lượng bản thân, tải trọng từ sàn và lực tập trung do dầm D2 truyền vào.

 Tính dầm trực giao bằng cách tra bảng lập sẵn

◦ Thay gối tựa ở giữa dầm D2 bằng ẩn lực X

có chiều hướng lên thì ở giữa dầm D1 sẽ có

ẩn lực X có chiều ngược lại

◦ Từ điều kiện cân bằng độ võng tại điểmgiữa của 2 dầm trực giao, tìm được X

◦ Tách từng dầm riêng rẽ để tính

phần mềm kết cấu (Sap, Etabs)

 Sàn ô cờ được cấu tạo bởi hệ dầm trực giao theo 2 phương, chia mặt sàn thành nhiều ô bản kê 4 cạnh, mỗi cạnh thường nhỏ hơn 2m

trực giao giống nhau, dầm bao quanh

là dầm cứng

L q

q L L

L

2

4 1

4 1 2

4 2

4 1

4 2

 Momen uốn trong các dầm theo 2 phương

 Sàn gạch bọng có nhiều chủng loại khácnhau

 Trong sàn có nhiều lỗ rỗng, giữ vai trò cách

âm, cách nhiệt tốt nhưng khả năng chốngthấm kém

 Chiều dày sàn từ 40-60, cốt thép đặt theocấu tạo d6a200-250, một lớp đặt ở giữa hs

 Các sườn bố trí theo phương dọc nhà làmtăng độ ổn định ngoài mặt phẳng uốn củadầm

 Bề rộng sườn nhỏ hs=70-80 nên cốt thépdọc thường bố trí 1-2 thanh, cốt đai 1-2nhánh

 Sơ đồ tính là dầm đơn hoặc liên tục nhiều nhịp, các gối tựa là các dầm khung, chịu tải trọng từ sàn truyền vào: Qs=(gs+ps)Bg

của sàn sườn toàn khối có bản dầm

(b’

f=B, bs, h=hg+hb)

(bs, h)

 Sàn nấm gồm bản kê trực tiếp lên cột

◦ Bản liên kết với cột

◦ Chống lại hiện tượng nén thủng bản

◦ Giảm nhịp tính toán của bản

◦ Phân phối momen theo bề rộng bản

tạo khác nhau

tạo

 Thông thường, lực cắt trong bản khá

bé nên riêng bê tông đủ khả năng chịu lực cắt Tuy nhiên, trong trường hợp sàn nấm, lực cắt trong bản khá lớn Vì vậy, cần tính toán cốt thép theo tiết diện nghiêng.

mà không dùng cốt đai Chỉ một số trường hợp rất đặc biệt ta mới dùng cốt thép dạng như cốt thép đai (cốt thép đặt vuông góc với mặt bản).



 Tại tiết diện tới hạn 1 (cách mép cột 1 đoạn h0/2)

 x: số thanh cốt thép bố trí cho 1 hướng

 h0: chiều cao có ích của tiết diện



sin.

1 1

.

inc s

b inc

 Tại tiết diện tới hạn 2 (lấy tại vị trí 3h0/4

◦ um2=2[(bc+2.5h0)+(hc+2.5h0)]

◦ Q1=q[L1L2-(bc+2.5h0)(hc+2.5h0)]

◦ Qb2=γbRbtum2h0

◦ Điều kiện Q2<Qb1:

 Tại tiết diện tới hạn 1 (cách mép cột 1 đoạn h0/2)

 Tại tiết diện tới hạn 2

◦ Từ um2 tính dược khoảng cách từ mặt cột đén tiết diện tới hạn thứ 2

 Với cột vuông: y=0.5(0.25um2-bc)

◦ Đoạn dầm cần bố trí cốt đai tính từ mép cột: d=y-0.5h0

◦ s≤smax=0.5h0

◦ Cốt đai đầu tiên cách mép cột 1 đoạn 0.5s

◦ Cốt dọc trong dầm tích hợp bố trí cấu tạo dùng

để cố định cốt đai, thường lấy 4d16

0

2 1 2

h R

L

qL u

bt b

m  

 Nhịp tính toán: xem phản lực tại mũ cột phân bố có dạng hình tam giác Nhịp tính toán lấy bằng khoảng cách

◦ L: khoảng cách giữa các trục cột theophương đang xét

◦ C: bề rộng tính toán mũ cột

◦ P=qL1L2

◦ M0=0.125PL(1-2C/3L)2

Mômen Dải trên cột Dải giữa nhịp

 Khi tính toán cốt thép bản, có thể giảm momen bằng cách nhận với hệ số 0.7

 Cấu tạo: các panen gác lên dầm hoặc tường Panen được đúc sẵn trong các nhà máy hay tại hiện trường

◦ Tấm đặc: cách âm kém, tốn vật liệu

◦ Tấm có lỗ: cách âm tốt, tiết kiệm vật liệuPanen có thể có một hoặc nhiều lỗ, bề dàytối thiểu của bản cánh 20-30, của sườn25-35

◦ Tấm có sườn: Gồm có bản nằm ngang vàcác sườn dọc, sườn ngang

 Tính toán panen:

◦ Kích thước của panen:

 Kích thước thật (Ltr): dùng cho nhà sản suất, chế tạo

 Kích thước danh nghĩa (L): dùng để gọi

 Kích thước tính toán (L0): để tính toán

◦ Tấm đặc:

 Kích thước nhỏ, dùng chủ yếu dùng cho các công trình có nhịp nhỏ, chế tạo dễ, nhanh, liên kết đơn giản nhưng tốn nhiều bê tông, cách âm kém

 Sơ đồ tính là dầm đơn

 Tính thép như bản sàn bình thường

 Kiểm tra thêm điều kiện lực cắt: Q≤φb4RbtBh0

 Tính toán tổng thể panen:

◦ Sơ đồ tính: 1 dầm đơn giản kê lên 2 gối tự do

◦ Tiết diện tính toán: Quy đổi tiết diện thật của panen thành tiết diện tính toán tương đương (T: panen sườn; I:panen hình hộp)

◦ Các lỗ tròn đường kính d được đổi thành lỗ vuông cạnh a=0.866d