Chuong II tinh san OK

Sơ đồ tính sàn: Mặt bằng sàn bố trí đối xứng theo 2 phơng nên ta chỉ cần tính toán nội lực và cốt thép cho một nửa sàn theo 1 phơng rồi bố trí cho toàn sàn theo cả 2 phơng theo nguyên tắ

30500

1000 8500

1000 9500

1000 8500

1000

500 9500

10500 30500

500 9500

D

C

B

A

+79,500 +12,900

2000 5500 2000 2000 6500 2000 2000 5500 2000

1

6

2

3 4

2

1

3 4

5

1 2

3 4

X Y

Ch

ơng II:

tính sàn ứng lực trớc

-I Sơ đồ tính sàn:

Mặt bằng sàn bố trí đối xứng theo 2 phơng nên ta chỉ cần tính

toán nội lực và cốt thép cho một nửa sàn theo 1 phơng rồi bố trí

cho toàn sàn theo cả 2 phơng theo nguyên tắc đối xứng ở đây, ta

tính cho nửa sàn từ trục 1, 2 đến giữa trục 2, 3

Sơ đồ tính sàn tầng điển hình

Chia sàn thành các dải tính toán nh hình vẽ Tổng tải trọng tính

II Tính cốt thép sàn ứng lực trớc:

1 Chọn cốt thép, tính toán hao ứng suất, tính lực căng trớc: 1.1 Chọn thép và ứng suất căng trớc:

Chọn thép cờng độ cao T15 đặt trong ống thép có bơm vữa

) cm / daN (

13900

mỗi phơng

P R 8 , 0 P

R 2 ,

Trong đó:

) cm / daN ( 16700

HC 

0

05 , 0

0

2  

0 

Bê tông sử dụng là loại bê tông cờng độ cao mác 500# có

) cm / daN

(

215

n  , R 13,4(daN/cm2)

k  , E3,6.105(daN/cm2)

a

12, chiều dày lớp bảo vệ là 16mm, vậy chiều dày lớp bảo vệ cáp ứng lực trớc là: 16 + 12 + 12 = 40(mm) Lợng cốt thép tối thiểu theo

dự thảo tiêu chuẩn thiết kế BTCT ƯLT là 12a300 Đặt thép thờng

12a300,  = 0,31(%)

1.2 Tính toán hao ứng suất:

- Hao do chùng ứng suất của cốt thép:

0 HC

0

R 22 ,



















0 

) cm / daN ( 855 12700

1 , 0 16700

12700

22 ,

















- Hao do sự biến dạng của neo và sự ép sát các tấm đệm:

) cm / daN ( E L

2 H

neo







) cm / daN ( 821 10

95 , 1 9500

2



- Hao do ma sát của cốt thép với thành ống:

4750 4750 5250 5250 4750 4750



















e

1 1 Trong đó:



e Cơ số lôgarit tự nhiên

Theo bảng 17 trang 60 TCVN 5574-1991, với ống cáp có



Tính  :

Do cáp căng 2 đầu nên ta chỉ tính đến giữa nhịp, để thiên về an

Chiều dày(đờng kính) ống cáp là 20mm, mỗi ống chứa đợc đến 5

bó sợi cáp(ta dùng loại ống cáp bẹt S6-4 và S6-5 cùng với ống cáp tròn

đơn của VSL) Do ta có thể bố trí cho chiều cao làm việc của cáp theo 2 phơng bằng nhau, do đó có thể lấy chung chiều dầy lớp bảo

vệ cho ống cáp là 40mm Khoảng cách từ trục trung hòa đến trục cáp là:

) cm ( 7 ) mm ( 70 2

20 40

2

240

Tổng góc xoay tính nh sau:

3 2

1 2 2



 )

rad ( 0147 ,

0

475

7

1 



) rad ( 0295 , 0

475

7

7

3  



) rad ( 0267 , 0

525

7

7

3  



Vậy:

) rad ( 1418 , 0 0267 , 0 2 0295 , 0 2 0147 , 0



 Suy ra:

) cm / daN ( 1138 e

1 1

1418 , 0 35 , 0 75 , 14 003 , 0















- Hao do co ngót của bê tông:

(TCVN 5574-91), ta có với mác bê tông M500, phơng pháp căng sau:

) cm / daN (

co 



- Hao do từ biến của bê tông:

Trong trờng hợp sử dụng phơng pháp căng sau, ứng suất trớc gây nén lệch tâm trong bê tông và ứng suất nén giảm khi có ngoại lực tác dụng Do đó tra bảng 19 TCVN 5574 -1991 ta đợc sơ bộ:

) cm / daN ( 1400 )

3 , 0 65 , 0 ( 1 4000 3

, 0 R k

0

bH



















- Tổng hao ứng suất:

) cm / daN ( 1959 1138

ms neo

1    



) cm / daN ( 2605 1400

350

tb co ch

2       



) cm / daN ( 4564 2605

2 1

h     



ứng suất hiệu quả trong thép là:

) cm / daN ( 8136 4564

h

0

H      



1.3 Tính lực căng trớc:

Chọn lực căng trớc sao cho ứng suất căng trớc cân bằng với 0,8 tĩnh tải:

f 8

wl

F 1

Tính lực căng trớc cho nhịp lớn nhất 10,5m

) daN ( 545234 14

, 0 8

5 , 10 5 , 9 8 , 728 8 , 0 F

2



 Lực căng hiệu quả cho mỗi bó cáp là:

) daN ( 11390 8136

4 , 1

A

Số cáp cần là:

) bó ( 9 , 47 11390

545234 F

F n

e





 Trên toàn sàn, chọn n = 3.47,9 = 143,7(bó) Chọn n = 143(bó)

2 Tính toán nội lực cho sàn:

Tính nội lực cho sàn bằng phần mềm SAFE 6.20 với các dải tính toán

nh vẽ ở trên Giá trị Mômen uốn trong các dải sàn đợc trình bày ở bảng sau:

- Theo phơng trục 1-1:

y

Dải

- Theo phơng trục A-A:

Dải

3 Tính thép ứng lực trớc:

Phân bố cáp ứng lực trớc theo tỉ lệ Mômen giữa các dải bản:

84 , 1 58 , 70 ) 74 , 30 07 , 24 18 , 26 15 , 4 (

15 , 4











bó

7 , 242

18 , 26

7 , 242

07 , 24

7 , 242

74 , 30

7 , 242

58 , 70

3.1 Tính toán kiểm tra cờng độ ở giai đoạn căng cốt thép (khi cha tháo cốp pha):

Giả thiết tiến hành căng cốt thép khi bê tông đạt 83,2% cờng độ, tức sau 16 ngày từ ngày đổ bê tông Khi đó cờng độ chịu kéo tiêu

tác dụng lên sàn trong giai đoạn này gồm: trọng lợng bản thân sàn

Do Mômen sàn do trọng lợng bản thân sàn gây ra luôn ngợc dấu với lực nén trớc nên ứng suất trong bê tông nên công thức kiểm tra có dạng nh sau:

2

h J

M F

N 2

h J

e

min

 Thiên về an toàn, ta sẽ tính toán kiểm tra cho các tiết diện có Mômen gây ra bởi TLBT nhỏ hơn

3.1.1 Với dải 1:

Xét tiết diện sàn 200cm.24cm, tải trọng tác dụng lên sàn gồm:

Trong đó:

) cm ( 2 , 4 4 , 1 3

) cm / daN ( 10741 1959

1 0

H      



Vậy, có:

) daN ( 45112 2

, 4 10741

- Mômen do trọng lợng bản thân sàn gây ra:

) Tm ( 3 , 0 44 , 0 8 , 968

656

Với:

) cm ( 7

) cm ( 4800 24

200 bh

) cm ( 230400 12

24 200 12

bh

Vậy, có:

) cm / daN ( 56 , 1 4 , 9 45 , 16 2

24 230400

30000 4800

45112 2

24 230400

7

min



) cm / daN ( 64 , 16 ) cm / daN ( 49 , 5 56 , 1 4 , 9 45 ,

diện không nứt trong giai đoạn chế tạo

) cm / daN ( 29 , 24 56

, 1 4 , 9 45 ,

min   



3.1.2 Với dải 2:

Xét tiết diện sàn 550cm.24cm, tải trọng tác dụng lên sàn gồm:

Trong đó:

) cm ( 21 4 , 1 15

) cm / daN ( 10741 1959

1 0

H      



Vậy, có:

) daN ( 225561 21

10741

- Mômen do trọng lợng bản thân sàn gây ra:

) Tm ( 16 , 1 71 , 1 8 , 968

656

Với:

) cm ( 7

) cm ( 13200 24

550 bh

) cm ( 633600 12

24 550 12

bh

Vậy, có:

) cm / daN ( 2 , 2 09 , 17 90 , 29 2

24 633600

116000 13200

225561 2

24 633600

7

min



) cm / daN ( 16 ) cm / daN ( 61 , 10 2 , 2 09 , 17 90 ,

không nứt trong giai đoạn chế tạo

) cm / daN ( 79 , 44 2

, 2 09 , 17 90 ,

min   



3.1.3 Với dải 3:

Xét tiết diện sàn 200cm.24cm, tải trọng tác dụng lên sàn gồm:

Trong đó:

) cm ( 6 , 19 4 , 1 14

) cm / daN ( 10741 1959

1 0

H      



Vậy, có:

) daN ( 210524 6

, 19 10741

- Mômen do trọng lợng bản thân sàn gây ra:

) Tm ( 67 , 1 47 , 2 8 , 968

656

Với:

) cm ( 7

) cm ( 4800 24

200 bh

) cm ( 230400 12

24 200 12

bh

3 3





 Vậy, có:

) cm / daN ( 7 , 8 86 , 43 75 , 76 2

24 230400

167000 4800

210524 2

24 230400

7

min



) cm / daN ( 19 , 24 7 , 8 86 , 43 75 ,

giai đoạn chế tạo Ta sẽ điều chỉnh lại đờng đi của cáp trong tiết diện một chút để bảo đảm tiết diện sẽ không nứt Tại giữa nhịp giữa của dải 3, ta sẽ giảm độ lệch tâm còn 6cm Khi đó có:

) cm / daN ( 7 , 8 86 , 43 79 , 65 2

24 230400

167000 4800

210524 2

24 230400

6

min



) cm / daN ( 64 , 16 ) cm / daN ( 23 , 13 7 , 8 86 , 43 79 ,

diện không nứt sau khi điều chỉnh độ lệch tâm

) cm / daN ( 95 , 100 7

, 8 86 , 43 79 ,

min   



Các tiết diện khác, hoặc có giá trị Mômen do TLBT rất lớn, hoặc chỉ chịu nén(tiết diện tại gối biên) nên không cần kiểm tra

3.1.4 Với dải 4:

Xét tiết diện sàn 200cm.24cm, tải trọng tác dụng lên sàn gồm:

Trong đó:

) cm ( 8 , 23 4 , 1 17

) cm / daN ( 10741 1959

1 0

H      



Vậy, có:

) daN ( 255636 8

, 23 10741

- Mômen do trọng lợng bản thân sàn gây ra:

) Tm ( 52 , 8 58 , 12 8 , 968

656

Với:

) cm ( 7

) cm ( 4800 24

200 bh

) cm ( 230400 12

24 200 12

bh

Vậy, có:

) cm / daN ( 38 , 44 26 , 53 20 , 93 2

24 230400

852000 4800

255636 2

24 230400

7

min



) cm / daN ( 44 , 4 38 , 44 26 , 53 20 ,

suất nén trong tiết diện, tiết diện không nứt trong giai đoạn chế tạo

) cm / daN ( 68 , 102 38

, 44 26 , 53 2 ,

min   



3.1.5 Với dải 5:

Xét tiết diện sàn 650cm.24cm, tải trọng tác dụng lên sàn gồm:

Trong đó:

) cm ( 4 , 57 4 , 1 41

max

) cm / daN ( 10741 1959

1 0

H      



Vậy, có:

) daN ( 616533 4

, 57 10741

- Mômen do trọng lợng bản thân sàn gây ra:

) Tm ( 26 , 25 31 , 37 8 , 968

656

Với:

) cm ( 7

) cm ( 15600 24

650 bh

) cm ( 748800 12

24 650 12

bh

Vậy, có:

) cm / daN ( 48 , 40 52 , 39 16 , 69 2

24 748800

2526000 15600

616533 2

24 748800

7

min



) cm / daN ( 84 , 10 48 , 40 52 , 39 16

,

trong tiết diện, tiết diện không nứt trong giai đoạn chế tạo

) cm / daN ( 2 , 68 48 , 40 52 , 39 16

,

min   

Do các giá trị ứng suất nén lớn nhất tính đợc đều nhỏ hơn

đảm bảo tiết diện đủ khă năng chịu lực ngay sau khi căng cáp

3.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện:

Điều kiện cờng độ:

0 k

1R bh k

Q  Trong đó: xét trên 1m dài dải tính toán

Vế trái: giá trị lực cắt lớn nhất tính đợc bằng phần mềm SAFE là

) daN ( 11713

Vế phải:

8 , 0

) cm / daN ( 4 , 13

k 

) cm ( 100

b 

) cm ( 8 , 21 2

2 , 1 6 , 1 24

) daN ( 23370 8

, 21 100 4 , 13 8 , 0 bh R

Ta thấy VP >> VT suy ra điều kiện cờng độ đợc thỏa mãn

3.3 Tính toán tiết diện theo khả năng chống nứt:

Điều kiện để tiết diện không nứt:

loi n

kc

n R W M M

Giá trị ứng suất căng trớc hiệu quả:

) cm / daN (

H 



3.3.1 Với dải 1:

) daNcm (

366680 415000

8

,

968

856

6

24 200 6

bh

0

6

24 6

h

Vậy, tiết diện không nứt

3.3.2 Với dải 2:

) daNcm (

2313179 2618000

8

,

968

856

6

24 550 6

bh

2 2

0

Cã: 4(cm)

6

24 6

h

) daNcm (

2929909 M

) daNcm (

3768996 187

92400

20

tiÕt diÖn kh«ng nøt

3.3.3 Víi d¶i 3:

) daNcm (

2126746 2407000

8

,

968

856

6

24 200 6

bh

2 2

0

6

24 6

h

VËy, tiÕt diÖn kh«ng nøt

3.3.4 Víi d¶i 4:

) daNcm (

2716086 3074000

8

,

968

856

6

24 200 6

bh

0

6

24 6

h

VËy, tiÕt diÖn kh«ng nøt

3.3.5 Víi d¶i 5:

) daNcm (

6236218 7058000

8

,

968

856

6

24 650 6

bh

0

6

24 6

h

Vậy, có: M 20.10920051370707321070(daNcm) Mc 6236218(daNcm)

Vậy, tiết diện không nứt

3.3.6 Với dải 6:

) daNcm (

162576 184000

8

,

968

856

6

24 250 6

bh

2 2

0

Vậy, tiết diện không nứt

3.4 Kiểm tra điều kiện cờng độ trên tiết diện thăng góc:

Công thức tính toán:

) a a ( F R ) ' a h '.(

F '

R ) x 5 , 0 h (

x b R

' F R F R F R x b

H H

b.b.x R F

Ta tính thép cho mỗi dải với giá trị Mômen tính toán là giá trị lớn nhất của dải theo mỗi trục, cách tính này là thiên về an toàn

Bố trí cốt thép thờng theo phơng trục tính toán nằm trên tại nhịp

và nằm dới tại gối, cách bố trí này cũng thiên về an toàn do tại các tiết diện nguy hiểm, chiều cao làm việc của cốt thép thờng theo phơng tính toán nhỏ hơn Dự kiến dùng thép 12 Chiều dày lớp bảo

vệ cốt thép thờng là 16mm, với thép lớp trên tại nhịp và lớp dới tại gối

2

12

16

'

2

12 16

Hệ số hạn chế chiều cao vùng nén tính theo công thức (6-7) TCVN 5574-1991:























1 , 1

1 4000

1 0

Trong đó:

678 , 0 215 0008 , 0 85 , 0 R 008 , 0 85 ,

0 H

A R 400 

) cm / daN ( 6978 7322

400

 Vậy, có:

406 , 0 1

, 1

678 , 0 1 4000

6978 1

678 ,

0





















3.4.1 Kiểm tra điều kiện cờng độ dải 1:

Tiết diện tính toán có b.h=200cm.24cm, giá trị Mômen tính toán là 15,12(Tm) Số cáp phân bố trên dải là 3 bó, có:

n

H

Điều kiện cờng độ:

Vế phải:

a a

a 0

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cờng độ thỏa mãn, cốt thép dọc chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép 12a300

3.4.2 Kiểm tra điều kiện cờng độ dải 2:

Tiết diện tính toán có b.h=550cm.24cm, giá trị Mômen tính toán là 26,18(Tm) Số cáp phân bố trên dải là 15 bó, có:

n

H

Điều kiện cờng độ:

Vế phải:

a a

a 0

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cờng độ thỏa mãn, cốt thép dọc chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép 12a300

3.4.3 Kiểm tra điều kiện cờng độ dải 3:

Tiết diện tính toán có b.h=200cm.24cm, giá trị Mômen tính toán là 24,07(Tm) Số cáp phân bố trên dải là 14 bó, có:

n

H

Điều kiện cờng độ:

Vế phải:

a a

a 0

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cờng độ thỏa mãn, cốt thép mềm chịu kéo chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép 12a300

3.4.4 Kiểm tra điều kiện cờng độ dải 4:

Tiết diện tính toán có b.h=200cm.24cm, giá trị Mômen tính toán là 30,74(Tm) Số cáp phân bố trên dải là 17 bó, có:

200 215

8 , 23 13900 b

R

F R x

n

H

Điều kiện cờng độ:

Vế phải:

a a

a 0

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cờng độ thỏa mãn, cốt thép mềm chịu kéo chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép 12a300

3.4.5 Kiểm tra điều kiện cờng độ dải 5:

Tiết diện tính toán có b.h=650cm.24cm, giá trị Mômen tính toán là 70,58(Tm) Số cáp phân bố trên dải là 41 bó, có:

650 215

4 , 57 13900 b

R

F R x

n

H

Điều kiện cờng độ:

Vế phải:

a a

a 0

Ta thấy vế phải > vế trái => điều kiện cờng độ thỏa mãn, cốt thép dọc chỉ cần đặt theo cấu tạo, đặt thép 12a300