Dựa vào mặt bằng kiến trúc, các kích thước và chức năng của các ô sàn, ta phân chia mặt bằng sàn thành 09 loại ô sàn được thể hiện dưới bảng sau: Ta lập bảng xét phương chịu lực của cá
BỐ TRÍ MẶT BẰNG DẦM SÀN
CHỨC NĂNG Ô SÀN
Sàn là một cấu trúc chịu lực chính, tiếp nhận tải trọng từ công trình và truyền tải trọng này lên dầm Từ dầm, tải trọng sẽ được chuyển tiếp lên cột, và cuối cùng, cột sẽ truyền lực xuống móng.
Sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối là một giải pháp phổ biến trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp Loại sàn này nổi bật với những ưu điểm như độ bền cao và khả năng chịu lực tốt, mang lại sự vững chắc cho công trình.
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 3 cho biết rằng vật liệu này có kích thước lớn, khả năng chống cháy và chống thấm tương đối tốt, đáp ứng các yêu cầu về thẩm mỹ, vệ sinh và điều kiện kinh tế Tuy nhiên, khả năng cách âm của nó vẫn còn hạn chế.
Dựa vào mặt bằng kiến trúc cùng với các kích thước và chức năng của các ô sàn, chúng ta phân chia mặt bằng sàn thành 09 loại ô sàn, được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1.1 Phân loại các ô sàn
Tên ô bản Số ô bản Kích thước (mm)
LẬP BẢNG
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN
Dựa theo “TCVN 2737 - 1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế” để xác định tải trọng tác dụng lên 1m 2 sàn gồm có: tĩnh tải và hoạt tải.f
Tĩnh tải tác dụng lên bản sàn gồm có: trọng lượng bản thân sàn, trọng lượng bản thân tường xây trên sàn quy về phân bố đều trên 1m 2 sàn
1 Trọng lượng bản thân sàn là tải trọng phân bố đều của các lớp cấu tạo bản sàn, được tính theo công thức:
: Trọng lượng riêng lớp thứ i
: Hệ số độ tin cậy tra bảng
2 Trọng lượng tường xây trên sàn được quy đổi về phân bố đều trên diện tích ô sàn như sau:
: tổng chiều dài mảng tường (m);
n : Hệ số vượt tải Lấy n = 1,1 a) Đối với các ô bản S1, S2, S3, S5, S6, S7:
Trọng lượng bản thân ô sàn:
Bảng Trọng lượng bản thân ô bản S1, S2, S3, S5,S6,S7 n tt 2 s i i i
1 g =γ ×h ×n (kN/m ) γi hi ni sàn tt kx t t 2 t nγ h l g = (kN/m )
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 8
STT Các lớp cấu tạo γ (kN/m 3 ) h (m) n g s tc (kN/m 2 ) g s tt (kN/m 2 )
4 Vữa trát trần 18 0,015 1,3 0,27 0,351 Σ g s tt 3,51 4,023 b) Đối với các ô bản S1,S2:
Trọng lượng bản thân ô sàn:
Bảng 2.5 Trọng lượng bản thân ô bản S1,S2
STT Các lớp cấu tạo γ (kN/m 3 ) h (m) n g s tc (kN/m 2 ) g s tt (kN/m 2 )
2 Vữa lót + Lớp chống Thấm 18 0,03 1,
5 Thiết bị treo buộc Lấy an toàn : 0,3 – 0,5 kN/ m 2 0,500 Σ g s tt 4,01 4,048
* Trọng lượng tường xây trên sàn:
Các vách ngăn trong phòng không có hệ dầm đỡ được quy về phân bố đều trên bản
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 9 sàn theo công thức:
+ St : Diện tích tường xây trên sàn (m 2 ), 𝑆 𝑡 = 𝑙 𝑡 × ℎ 𝑡 lt : Chiều dài tường trên ô sàn đang xét ht : Chiều cao tường, ht =3.6 m
+ Ss : Diện tích ô sàn (m 2 ) Lấy từ trục dầm đến trục dầm, riêng các ô sàn biên tính từ trục đến mép ngoài dầm
+ gt : Tải trọng tiêu chuẩn của kết cấu bao che: g t = 1,8 kN/m 2 : Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100 g t = 3,3 kN/m 2 : Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200
+ n : Hệ số vượt tải Lấy n = 1,1
Bảng 1.8: Trọng lượng tường xây quy đổi trên ô bản Ô bản S s (m 2 ) S t = l t h t
Dựa vào chức năng sử dụng của từng ô bản theo “TCVN 2737-1995 : Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế” Ta có:
np : Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều n p = 1,2 nếu p c 2 kN/m 2 n p = 1,3 nếu p c < 2 kN/m 2
Bảng 2.6 Hoạt tải tác dụng lên các ô bản
STT Tên ô bản Chức năng Hoạt tải chuẩn np Hoạt tải tính toán tt c 2 s p p = p ×n (kN/m )
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 10 p c (kN/m 2 ) ps tt (kN/m 2 )
Bảng 2.7 Tải trọng phân bố đều trên 1m 2 ô bản sàn lầu (kN/m 2 )
Tải trọng (kN/m 2 ) Tổng tải
(kN/m 2 ) Tĩnh tải Tải tường Hoạt tải
3 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NỘI LỰC
Ta tính theo bản sàn liên tục, nội lực được xác định theo sơ đồ đàn hồi
Bản chịu lực hai phương
Các ô bản S1,S2,S3,S4,S5 tính theo ô bản liên tục chịu lực hai phương (bản thuộc loại ô số 9) Theo mỗi phương cắt 1 dải có bề rộng b = 1m để tính
Theo phương cạnh ngắn: M = α ×P ' + α ×P '' (kNm) 1 01 9 1 9
Theo phương cạnh dài: M = α ×P ' + α ×P '' (kNm) 2 02 9 2 9 Mômen âm ở gối:
Theo phương cạnh ngắn: M = β ×P (kNm) I 1 9
Theo phương cạnh dài: M = β ×P (kNm) II 2 9 Trong đó:
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trong ô bản loại 9, các hệ số α 1, α 2 và β 1, β 2 được tra cứu dựa trên tỉ số l2/l1 của ô bản xét tính Hệ số α 01, α 02 là các giá trị tương ứng của α 1, α 2 trong ô bản loại 1, cũng dựa trên tỉ số l2/l1 của ô bản xét tính.
Bảng :Kết quả tính toán moment ô sàn S1,S2, S3,S4, S5
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 12
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 13
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 14
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CỐT THÉP
Tính thép chịu mômen cho bản theo từng dãy cắt dựa vào bài toán cấu kiện chịu uốn đặt cốt đơn, có tiết diện chữ nhật b = 1m và h = hb
Dựa vào cấp độ bền chịu nén của bê tông và nhóm cốt thép chịu kéo, cần tra bảng E2 trong phụ lục E của “TCVN 5574 - 2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế” để xác định các hệ số R và R.
Vật liệu sử dụng cho tính toán sàn
- Bê tông cấp độ bền B20:
Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 11,5 MPa = 1,15 kN/cm 2
Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,90 MPa = 0,09 kN/cm 2
Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 27,5x10 5 MPa = 2,75x10 4 kN/cm 2
- Cốt thép sàn nhóm CB240-T:
Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: Rs = Rsc 210MPa = 21kN/cm 2
Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 170 MPa = 17kN/cm 2
Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2x10 5 MPa = 2x10 4 kN/cm 2
Ta tính thép sàn theo các trình tự dưới đây
- Bê tông B20, thép nhóm CB240-T: R = 0,615; R = 0,426
* Tính thép cho nhịp theo phương cạnh ngắn l 1 :
- => αm = 0.036 < αR = 0.437 (Thỏa điều kiện xảy ra phá hoại dẻo)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: à(%) = 𝐴 𝑐ℎ 𝑠
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 15
Bảng tính chọn thép cho ô sàn 2 phương
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 16
2 Kiểm tra độ võng sàn
Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất (S8) để kiểm tra độ võng:
Hoạt tải tiêu chuẩn toàn phần: 𝑝 𝑡𝑐 𝑡𝑝 = 1,5𝑘𝑁/𝑚 2
𝐸 𝑏= 7,27; 𝐴 𝑠 ′ = 0; ℎ 0 = ℎ − 𝑎 = 10 − 2.5 = 7,5𝑐𝑚 + Thép chịu lực theo phương cạnh ngắn của ô sàn là Φ8a150, thép nhóm CB240-T có:𝐴 𝑠 𝑐ℎ = 3.35𝑐𝑚 2 diện tích thép chịu lực theo phương cạnh ngắn
2.1 Kiểm tra khả năng chống nứt:
Kiểm tra khả năng chống nứt của sàn
Diện tích tiết diện tính đổi
Mô men tĩnh của 𝐴 𝑟𝑒𝑑 lấy đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn
Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi cấu kiện
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 17
Mô men quán tính của tiết diện bê tông
Mô men quán tính của cốt thép chịu kéo và chịu nén 𝐼 𝑠 = 𝐴 ′ 𝑠 (𝑦 𝑡 − 𝑎) 2 = 3.35 × (4,13 − 2,5) 2 = 8,9006 𝑐𝑚 4 ; 𝐼 𝑠 ′ = 0
Khi trọng tâm của tiết diện
Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện
Mô men kháng uốn dẻo đối với thớ kéo 𝑊 𝑝𝑙 = 1,3𝑊 𝑟𝑒𝑑 = 1,3 × 105283,4231 = 136868,45𝑐𝑚 3
Khả năng chống nứt của cấu kiện
Tính toán theo phương cạnh ngắn của ô bản loại 9
Mô men do tải trọng thường xuyên
Mô men do tải trọng tạm thời dài hạn:
Mô men do tải trọng tạm thời ngắn hạn:
Kiểm tra điều kiện: M= 𝑴 𝒕𝒙 + 𝑴 𝒍𝒕 + 𝑴 𝒔𝒕 = 4.67 kN.m > 𝑴 𝒄𝒓𝒄 = 4.19 kN.m
→ Ô sàn S4 hình thành vết nứt
2.2Tính toán chiều rộng vết nứt
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
- Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng
- Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc Đối với cốt thép trơn : φ2 0,8
- Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo lệch tâm φ3 1
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 18
- Biến dạng tương đối của bê tông: độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh từ 40% đền
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red
Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
Khoảng cách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo 𝜎 𝑠 = 𝑀 1
Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo 𝐴 𝑏𝑡 = 𝑦 𝑡 × 𝑏 = 6,87 × 100 = 687 𝑐𝑚 2
Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
=>Thỏa điều kiện dài hạn
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
- Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng: φ 1 1,0
- Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc:
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 19 Đối với cốt thép trơn : φ2 0,8
- Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo lệch tâm φ3 1
Biến dạng tương đối của bê tông: khi có tác động ngắn hạn của tải trọng đối với bê tông nặng:→ 𝜀 𝑏1,𝑟𝑒𝑑 = 0,0015
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red
Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
Khoảng cách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo 𝜎 𝑠 = 𝑀 2
Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo 𝐴 𝑏𝑡 = 𝑦 𝑡 × 𝑏 = 6,87 × 100 = 687𝑐𝑚 2
Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 20
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red
Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
Khoảngcách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo
Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo 𝐴 𝑏𝑡 = 𝑦 𝑡 × 𝑏 = 6,87 × 100 = 687𝑐𝑚 2
Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
=>Thỏa điều kiện ngắn hạn
2.3 Kiểm tra độ võng sàn
Chiều cao vùng nén của bê tông x m 𝑥 𝑚 = ℎ 0 (√(𝜇 𝑠 𝛼 𝑠2 + 𝜇′ 𝑠 𝛼 𝑠1 ) 2 + 2 (𝜇 𝑠 𝛼 𝑠2 + 𝜇 ′ 𝑠 𝛼 𝑠1 𝑎 ′
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 21
Mômen quán tính của tiết diện bê tông vùng chịu nén 𝐼 = 𝑏 × 𝑥 𝑚 3
Mômen quán tính của cốt thép chịu kéo
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm
𝐼 𝑟𝑒𝑑 = 𝐼 + 𝛼 𝑠1 𝐼 𝑠 + 𝛼 𝑠2 𝐼 𝑠 ′ = 2263,91 + 37,33 × 18,15 = 2319,39𝑐𝑚 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
𝐷 = 𝐸 𝑏1 𝐼 𝑟𝑒𝑑 = 2337,5 × 2319,39 = 5421574,125 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó
= 2626,91𝑚 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 22 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén b1 ,
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm
= 2626,91𝑚 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
𝐷 = 𝐸 𝑏1 𝐼 𝑟𝑒𝑑 = 723,7 × 2626,91 = 1901094,767 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1
𝐷 = 285,10 1901094,767 = 1,49 × 10 −4 Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn
Vậy ô S4 thỏa điều kiện độ võng
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 23
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC F
Dầm dọc trục A có 1đoạn trục: đoạn trục từ 2-6
1 QUAN NIỆM TÍNH VÀ SƠ ĐỒ TÍNH CHO DẦM DỌC
Dầm dọc trục F được xem như dầm liên tục, với các gối tựa là cột mà nó đặt lên Nhịp tính toán được xác định là khoảng cách giữa các tim gối tựa.
Hình 3.1 Sơ đồ tính dầm dọc cho đoạn trục 1 - 6 1.3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc
Theo mục 2.1.2.2 trang 20 chương 2, ta có kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc như sau:
Tiết diện chọn bxh (mm)
3 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC ĐOẠN TRỤC 1- 6
Hình 3.2 Mặt bằng truyền tải từ sàn vào dầm dọc trục F
2.1 Xác định tải trọng a Tĩnh tải :
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 24
- Tĩnh tải từ ô bản S1, S2 truyền vào dạng hình thang:
- Hoạt tải từ ô bản S1,S2 truyền vào dạng hình thang:
2.2 Tổ hợp tải trọng, biểu đồ nội lực
2.2.1 Các trường hợp chất tải:
Tĩnh tải chất đầy (TT)
Hoạt tải chất nhịp lẽ (HT1) (Tìm mômen dương lớn nhất ở nhịp lẻ)
Hoạt tải chất nhịp chẵn (HT2) (Tìm mômen dương lớn nhất ở nhịp chẵn)
Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT3) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối)
Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT4) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối)
Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT5) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối)
Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT6) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối)
2.2.2 Các trường hợp tổ hợp tải trọng:
2.2.3 Các sơ đồ chất tải:
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 25
Hình 3.8 Hoạt tải 6 2.2.4 Biểu đồ nội lực
Hình 3.11 Biểu đồ bao moment (kNm)
Hình 3.12 Biểu đồ bao lực cắt (kN)
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 26
Dùng phần mềm Etab 9 xác định được giá trị mômen uốn và lực cắt
Tên nhịp Mặt cắt Mômen M (kN.m) Lực cắt Q (kN)
Bảng 3.2: Giá trị nộ lực của dầm dọc trục F đoạn trục 1-6 2.2.4 Tính cốt thép:
2.2.4.1 Vật liệu sử dụng cho tính toán:
- Bê tông cấp độ bền B20:
- Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 11,5 MPa = 1,15 kN/cm 2
- Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,9 MPa = 0,09 kN/cm 2
- Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 27x10 3 MPa = 2,7x10 3 kN/cm 2
- Cốt thép chịu lực nhóm thép CB300 – V :
- Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán: Rs = Rsc = 260 MPa
- Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 225 MPa = 22,5 kN/cm 2
- Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 21x10 4 MPa = 21x10 3 kN/cm 2
- Cốt thép đai nhóm thép CB240 – T :
- Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán:
Rs = Rsc = 225 MPa = 22,5 kN/cm 2
- Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên : Rsw = 170 MPa = 17 kN/cm 2
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 27
- Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2x10 5 MPa = 2x10 4 kN/cm 2
Thép được tính riêng cho từng nhịp và từng gối một tương ứng với mômen lớn nhất ở nhịp hay ở gối đó
Tính thép cho nhịp trục 1-2 :
- Chọn agt = 2,5 cm, ho = h - a 5 – 2,5 = 32,5cm
- Do dầm đang xét tính là dầm biên tính theo bài toán tiết diện chữ nhật (b×h) = (20×35)cm
- α = 0,075 < α = 0,429 m R (thỏa điều kiện xảy ra phá hoại dẻo)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s 0
- Chọn thép: 2Φ14 có Asch = 3.08 cm 2
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 28
Thép được tính riêng cho từng nhịp và từng gối một tương ứng với mômen lớn nhất ở nhịp hay ở gối đó
Bảng kết quả tính thép nhịp:
Tính thép cho gối trục 1:
- Chọn agt= 2,5cm, ho = h - a = 35 – 2,5 = 32,5cm
- Do dầm đang xét tính là dầm biên nên xét tính theo bài toán cấu kiện chịu uốn có tiết diện chữ nhật (bxh) =(20x35) cm
(thỏa điều kiện xảy ra phá hoại dẻo)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: s 0
Chọn thép: 2Φ16 có Asch = 4.02 cm 2
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 29 b-2a -2 16 0 20-2×2,5-2×1,6 t = = = 5.9 cm > 3cm
Kết quả tính toán thép gối được lập thành bảng sau:
R kN cm R kN cm R kN cm h cm max 29.9
Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm:
Kiểm tra điều kiện bê tông đủ khả năng chịu cắt:
→ Thiết kế cốt đai để chịu cắt
Xác định khả năng chịu cắt tính toán của cốt đai:
Xác định khoảng cách cốt đai:
TÍNH TOÁN CỐT THÉP 1 TÍNH THÉP SÀN
KIỂM TRA ĐỘ VÕNG
Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất (S8) để kiểm tra độ võng:
Hoạt tải tiêu chuẩn toàn phần: 𝑝 𝑡𝑐 𝑡𝑝 = 1,5𝑘𝑁/𝑚 2
𝐸 𝑏= 7,27; 𝐴 𝑠 ′ = 0; ℎ 0 = ℎ − 𝑎 = 10 − 2.5 = 7,5𝑐𝑚 + Thép chịu lực theo phương cạnh ngắn của ô sàn là Φ8a150, thép nhóm CB240-T có:𝐴 𝑠 𝑐ℎ = 3.35𝑐𝑚 2 diện tích thép chịu lực theo phương cạnh ngắn
2.1 Kiểm tra khả năng chống nứt:
Kiểm tra khả năng chống nứt của sàn
Diện tích tiết diện tính đổi
Mô men tĩnh của 𝐴 𝑟𝑒𝑑 lấy đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn
Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi cấu kiện
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 17
Mô men quán tính của tiết diện bê tông
Mô men quán tính của cốt thép chịu kéo và chịu nén 𝐼 𝑠 = 𝐴 ′ 𝑠 (𝑦 𝑡 − 𝑎) 2 = 3.35 × (4,13 − 2,5) 2 = 8,9006 𝑐𝑚 4 ; 𝐼 𝑠 ′ = 0
Khi trọng tâm của tiết diện
Mô men kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện
Mô men kháng uốn dẻo đối với thớ kéo 𝑊 𝑝𝑙 = 1,3𝑊 𝑟𝑒𝑑 = 1,3 × 105283,4231 = 136868,45𝑐𝑚 3
Khả năng chống nứt của cấu kiện
Tính toán theo phương cạnh ngắn của ô bản loại 9
Mô men do tải trọng thường xuyên
Mô men do tải trọng tạm thời dài hạn:
Mô men do tải trọng tạm thời ngắn hạn:
Kiểm tra điều kiện: M= 𝑴 𝒕𝒙 + 𝑴 𝒍𝒕 + 𝑴 𝒔𝒕 = 4.67 kN.m > 𝑴 𝒄𝒓𝒄 = 4.19 kN.m
→ Ô sàn S4 hình thành vết nứt
2.2Tính toán chiều rộng vết nứt
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
- Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng
- Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc Đối với cốt thép trơn : φ2 0,8
- Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo lệch tâm φ3 1
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 18
- Biến dạng tương đối của bê tông: độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh từ 40% đền
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red
Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
Khoảng cách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo 𝜎 𝑠 = 𝑀 1
Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo 𝐴 𝑏𝑡 = 𝑦 𝑡 × 𝑏 = 6,87 × 100 = 687 𝑐𝑚 2
Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
=>Thỏa điều kiện dài hạn
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
- Hệ số, kể đến thời hạn tác dụng của tải trọng: φ 1 1,0
- Hệ số, kể đến loại hình dạng bề mặt của cốt thép dọc:
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 19 Đối với cốt thép trơn : φ2 0,8
- Hệ số, kể đến đặc điểm chịu lực Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu kéo lệch tâm φ3 1
Biến dạng tương đối của bê tông: khi có tác động ngắn hạn của tải trọng đối với bê tông nặng:→ 𝜀 𝑏1,𝑟𝑒𝑑 = 0,0015
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red
Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
Khoảng cách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo 𝜎 𝑠 = 𝑀 2
Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo 𝐴 𝑏𝑡 = 𝑦 𝑡 × 𝑏 = 6,87 × 100 = 687𝑐𝑚 2
Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 20
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Mô đun biến dạng quy đổi của bê tông chịu nén b,ser 2 b,red b1,red
Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông
Khoảngcách từ trong tâm cốt thép chịu kéo đến điểm đặt hợp lực của các nội lực
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Giá trị ứng suất trong cốt thép chịu kéo
Diện tích tiết diện bê tông chịu kéo 𝐴 𝑏𝑡 = 𝑦 𝑡 × 𝑏 = 6,87 × 100 = 687𝑐𝑚 2
Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc kề nhau
=>Thỏa điều kiện ngắn hạn
2.3 Kiểm tra độ võng sàn
Chiều cao vùng nén của bê tông x m 𝑥 𝑚 = ℎ 0 (√(𝜇 𝑠 𝛼 𝑠2 + 𝜇′ 𝑠 𝛼 𝑠1 ) 2 + 2 (𝜇 𝑠 𝛼 𝑠2 + 𝜇 ′ 𝑠 𝛼 𝑠1 𝑎 ′
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 21
Mômen quán tính của tiết diện bê tông vùng chịu nén 𝐼 = 𝑏 × 𝑥 𝑚 3
Mômen quán tính của cốt thép chịu kéo
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm
𝐼 𝑟𝑒𝑑 = 𝐼 + 𝛼 𝑠1 𝐼 𝑠 + 𝛼 𝑠2 𝐼 𝑠 ′ = 2263,91 + 37,33 × 18,15 = 2319,39𝑐𝑚 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
𝐷 = 𝐸 𝑏1 𝐼 𝑟𝑒𝑑 = 2337,5 × 2319,39 = 5421574,125 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó
= 2626,91𝑚 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 22 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1
Tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời
Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén b1 ,
Mômen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm
= 2626,91𝑚 4 Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện
𝐷 = 𝐸 𝑏1 𝐼 𝑟𝑒𝑑 = 723,7 × 2626,91 = 1901094,767 Độ cong của cấu kiện bê tông cốt thép ( 1
𝐷 = 285,10 1901094,767 = 1,49 × 10 −4 Độ cong toàn phần của cấu kiện chịu uốn
Vậy ô S4 thỏa điều kiện độ võng
SVTH NGUYỄN NHẬT DUY – MSSV: 20D15802010323 Trang 23