Đồ án bê tông cốt thép 1 thiết kế sàn tầng điển hình

BỐ TRÍ HỆ DẦM SÀN Sàn là một kết cấu chịu lực trực tiếp của tải trọng sử dụng tác dụng lên công trình, sau đó tải này sẽ truyền lên dầm, rồi từ dầm truyền lên cột và cột truyền xuống mó

ĐỒ ÁN BÊ TÔNG CỐT THÉP 1 THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

B.1 BỐ TRÍ HỆ DẦM SÀN

Sàn là một kết cấu chịu lực trực tiếp của tải trọng sử dụng tác dụng lên công trình, sau đó tải này sẽ truyền lên dầm, rồi từ dầm truyền lên cột và cột truyền xuống móng

Sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối được dùng rất rộng rãi trong ngành xây dựng dân dụng - công nghiệp Nó có những ưu điểm quan trọng như: bền vững,

có độ cứng lớn, có khả năng chống cháy tốt, chống thấm tương đối tốt, thỏa mãn các yêu cầu thẩm mỹ, vệ sinh và điều kiện kinh tế Tuy nhiên, khả năng cách âm còn hạn chế

Trên cơ sở đó chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối để sử dụng cho công trình

Dựa vào mặt bằng kiến trúc, tường, vách ngăn phòng, kích thước và chức năng của các ô sàn, ta bố trí hệ dầm sàn phân chia mặt bằng sàn thành các loại ô

3750 1650

2100 3600

2100 1400

B.2 XÁC ĐỊNH CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN CỦA VẬT LIỆU:

B.2.1 Vật liệu sử dụng cho tính toán sàn:

Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: Rb = 11,5 Mpa = 1,15 kN/cm2

Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: Rbt = 0,90 Mpa = 0,09 kN/cm2

Môđun đàn hồi của bê tông: Eb = 27,5x103 Mpa = 2,75x103 kN/cm2

* Thép dọc dầm dùng nhóm thép CB300-V:

Cường độ chịu kéo tính toán và cường độ chịu nén tính toán:

Rs = Rsc = 260 Mpa = 26 kN/cm2

Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: Rsw = 260 Mpa = 26 kN/cm2

Môđun đàn hồi của cốt thép: Es = 2x105 Mpa = 2x104 kN/cm2

B.3 TÍNH TOÁN BẢN SÀN:

B.3.1 Quan niệm sơ đồ tính:

Dựa vào mặt bằng bố trí hệ dầm sàn, nhận thấy các ô bản đều có liên kết ở 4 cạnh nên thuộc loại bản kê 4 cạnh

+ L2⁄L1 ≤ 2 => ta tính theo ô bản chịu lực hai phương

+ L2⁄L1 > 2 => ta tính theo ô bản chịu lực một phương

Ta lập bảng xét phương chịu lực của các ô bản như sau:

Bảng 2 Điều kiện làm việc của các ô bản:

B.3.2 Chọn chiều dày bản sàn và kích thước tiến diện dầm:

Chọn sơ bộ tiết diện bản sàn:

+ hb 80 mm đối với sàn lầu và hb 60 m mđối với sàn mái

Trong đó: L1 là nhịp theo phương cạnh ngắn

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm:

+ Chọn chiều cao dầm theo công thức:

+ Đối với dầm chính (dầm khung): h= 1 ÷ 1 L

* Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 4 Bảng chọn sơ bộ tiết diện dầm:

Chọn

h (mm)

Kết quả tính b (mm)

Chọn

b (mm)

Tiết diện chọn bxh (mm)

B.3.3 Xác định liên kết chung quanh ô bản:

Bản sàn tầng điển hình được thiết kế đổ bê tông toàn khối, dựa vào độ cứng của sàn và dầm sàn để xét chọn liên kết

- Khi d

b

h 3

h  : Xem bản liên kết ngàm vào dầm

- Khi d

b

h

< 3

h : Xem bản liên kết tựa vào dầm

 Nhận thấy đa số các ô bản của tầng điển hình đều có tỉ số hd/hb ≥ 3 nên quan niệm liên kết ngàm vào dầm ở 4 cạnh, trừ đoạn trục B – C của dầm khung

có tỉ số hd/hb < 3 nên liên kết tựa vào dầm

B.3.4 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 1m2 sàn gồm có: tĩnh tải và hoạt tải

* Tĩnh tải:

Tĩnh tải tác dụng lên bản sàn gồm có: trọng lượng bản thân sàn, trọng lượng

bản thân của kết cấu bao che

Trọng lượng bản thân sàn là tải trọng phân bố đều của các lớp cấu tạo bản

sàn, được tính theo công thức:

B.3.5 Trọng lượng tường xây trên sàn:

Ngồi ra cịn cĩ tải trọng của tường xây trực tiếp lên sàn Tải trọng tường

xây trên sàn được quy đổi về tải trọng phân bố điều lên sàn theo cơng thức sau:

+ lt: là chiều dài tường phân bố trên sàn  m

+ A: là diện tích ơ sàn  m 2

LỚP GẠCH CERAMIC D.10 LỚP VỮA TẠO DỐC D.30 LỚP BÊ TÔNG CỐT THÉP D.100 LỚP VỮA TRÁT D.15

LỚP CHỐNG THẤM D.20

Bảng 7 Trọng lượng tường xây quy đổi trên ô sàn

pc: Hoạt tải tiêu chuẩn “TCVN 5574 - 2018”

np: Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng phân bố đều xác định theo “TCVN

5574 - 2018”

+ np = 1,2 nếu pc ≥ 2 kN/m2 + np = 1,3 nếu pc < 2 kN/m2 Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 8 Tải trọng phân bố đều trên 1m 2 ô bản sàn lầu (kN/m 2 ):

Tĩnh tải

do tường

g t tt (kN/m 2 )

Tổng tĩnh tải

g s (kN/m 2 )

Hoạt tải p s (kN/m 2 )

Tổng tải

q s (kN/m 2 )

của ô bản loại 9 đang xét tính

Hình 4.2 Sơ đồ tính bản chịu lực hai phương

Kết quả tính toán được lập thành bảng sau:

Bảng 9 Kết quả tính toán momen cho ô bản chịu lực 2 phương

Moment (kN.m)

α1 0.0209 M1 1.24 α2 0.0118 M2 0.70 β1 0.0474 MI 2.80 β2 0.0270 MII 1.59

α1 0.0208 M1 2.66 α2 0.0125 M2 1.60 β1 0.0475 MI 6.08 β2 0.0285 MII 3.66

α1 0.0209 M1 4.31 α2 0.0118 M2 2.43 β1 0.0474 MI 9.77 β2 0.0270 MII 5.55

α1 0.0204 M1 1.63 α2 0.0142 M2 1.14 β1 0.0468 MI 3.75 β2 0.0325 MII 2.60

α1 0.0210 M1 1.68 α2 0.0109 M2 0.87 β1 0.0393 MI 3.15 β2 0.0244 MII 1.96

α1 0.0207 M1 1.66 α2 0.0133 M2 1.07 β1 0.0473 MI 3.79 β2 0.0303 MII 2.43

α1 0.0209 M1 1.68 α2 0.0118 M2 0.95 β1 0.0474 MI 3.80 β2 0.0270 MII 2.16

α1 0.0208 M1 1.31 α2 0.0125 M2 0.79 β1 0.0475 MI 3.00 β2 0.0285 MII 1.80

α1 0.0175 M1 1.51 α2 0.0038 M2 0.33 β1 0.0370 MI 3.20 β2 0.0073 MII 0.63

S11 2,1 3,75 4.353 4.8 1,79 72.0799

α1 0.0195 M1 1.41 α2 0.0061 M2 0.44 β1 0.0425 MI 3.06 β2 0.0133 MII 0.96

α1 0.0160 M1 1.54 α2 0.0023 M2 0.22 β1 0.0331 MI 3.18 β2 0.0030 MII 0.28

ch S

S2

Nhịp L 1 1.24 2.5 7.5 0.019 0.990 0.64 0.09 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.7 3 7 0.012 0.994 0.39 0.06 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 2.8 2.5 7.5 0.043 0.978 1.47 0.20 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 1.59 2.5 7.5 0.025 0.988 0.83 0.11 8a200 2.5 0.33

S3

Nhịp L 1 2.66 2.5 7.5 0.041 0.979 1.39 0.19 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 1.6 3 7 0.028 0.986 0.89 0.13 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 6.08 2.5 7.5 0.094 0.951 3.28 0.44 8a150 3.35 0.45 Gối L 2 3.66 2.5 7.5 0.057 0.971 1.93 0.26 8a200 2.5 0.33

S4

Nhịp L 1 4.31 2.5 7.5 0.067 0.965 2.29 0.31 6a120 2.36 0.31 Nhịp L 2 2.43 3 7 0.043 0.978 1.37 0.20 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 9.77 2.5 7.5 0.151 0.918 5.46 0.73 8a90 5.59 0.75 Gối L 2 5.55 2.5 7.5 0.086 0.955 2.98 0.40 8a160 3.14 0.42

S5

Nhịp L 1 1.63 2.5 7.5 0.025 0.987 0.85 0.11 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 1.14 3 7 0.020 0.990 0.63 0.09 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.75 2.5 7.5 0.058 0.970 1.98 0.26 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 2.6 2.5 7.5 0.040 0.979 1.36 0.18 8a200 2.5 0.33

S6

Nhịp L 1 1.68 2.5 7.5 0.026 0.987 0.87 0.12 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.87 3 7 0.015 0.992 0.48 0.07 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.15 2.5 7.5 0.049 0.975 1.66 0.22 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 1.96 2.5 7.5 0.030 0.985 1.02 0.14 8a200 2.5 0.33

S7

Nhịp L 1 1.66 2.5 7.5 0.026 0.987 0.86 0.11 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 1.07 3 7 0.019 0.990 0.59 0.08 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.79 2.5 7.5 0.059 0.970 2.00 0.27 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 2.43 2.5 7.5 0.038 0.981 1.27 0.17 8a200 2.5 0.33

S8

Nhịp L 1 1.68 2.5 7.5 0.026 0.987 0.87 0.12 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.95 3 7 0.017 0.991 0.53 0.08 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.8 2.5 7.5 0.059 0.970 2.01 0.27 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 2.16 2.5 7.5 0.033 0.983 1.13 0.15 8a200 2.5 0.33

S9

Nhịp L 1 1.31 2.5 7.5 0.020 0.990 0.68 0.09 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.79 3 7 0.014 0.993 0.44 0.06 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3 2.5 7.5 0.046 0.976 1.58 0.21 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 1.8 2.5 7.5 0.028 0.986 0.94 0.12 8a200 2.5 0.33

S10

Nhịp L 1 1.51 2.5 7.5 0.023 0.988 0.78 0.10 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.33 3 7 0.006 0.997 0.18 0.03 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.2 2.5 7.5 0.049 0.975 1.68 0.22 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 0.63 2.5 7.5 0.010 0.995 0.32 0.04 8a200 2.5 0.33

S11

Nhịp L 1 1.41 2.5 7.5 0.022 0.989 0.73 0.10 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.44 3 7 0.008 0.996 0.24 0.03 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.06 2.5 7.5 0.047 0.976 1.61 0.21 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 0.96 2.5 7.5 0.015 0.993 0.50 0.07 8a200 2.5 0.33

S12

Nhịp L 1 1.54 2.5 7.5 0.024 0.988 0.80 0.11 6a200 1.41 0.19 Nhịp L 2 0.22 3 7 0.004 0.998 0.12 0.02 6a200 1.41 0.20 Gối L 1 3.18 2.5 7.5 0.049 0.975 1.67 0.22 8a200 2.5 0.33 Gối L 2 0.28 2.5 7.5 0.004 0.998 0.14 0.02 8a200 2.5 0.33

lý và thật sự cần thiết, Vì thế thép trên bản vẽ có thể khác thép chọn đôi chút,

B,6, KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỐNG NỨT VÀ ĐỘ VÕNG CỦA SÀN:

Các cấu kiện nói chung và sàn nói riêng nếu có độ võng quá lớn sẽ ảnh hưởng đến việc sử dụng kết cấu một cách bình thường: làm mất mỹ quan, làm bong lớp ốp trát, gây tâm lý hoảng sợ cho người sử dụng, Do đó cần phải giới hạn

độ võng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra (tính toán theo trạng thái giới hạn thứ hai),

Do bê tông là một loại vật liệu đàn hồi dẻo, không đồng chất và không đẳng hướng, thường có khe nứt trong vùng kéo nên không thể sử dụng độ cứng EI đã được học trong môn Sức bền vật liệu để tính toán độ võng cho bản sàn, Nên trong

đồ án này ta dùng độ cứng B để tính độ cứng cho sàn, độ cứng B phụ thuộc vào yếu tố sau:

+ Tải trọng,

+ Tính chất đàn hồi - dẻo của bê tông,

+ Đặc trưng cơ học và hình học của bê tông,

p = 2,4 kN/m ; hoạt tải trung bình dài hạn

p =1,3 kN/m , hoạt tải ngắn hạn st  2

p =1,1 kN/m ,

- Cắt một dải có bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán,

- Tiết diện được xem như dầm có tiết diện b×h = 100×10 cm ,a = 2,5 cm ,

- Thép chịu lực ở nhịp theo phương cạnh ngắn, thép CB240-T : Ø6a200

+ Môđun đàn hồi của thép: 5  

s

+ Cường độ tiêu chuẩn của bê tông: B20: R bt,ser = 1,35 Mpa

+ Hệ số qui đổi giữa bê tông và cốt thép:

5 s

3 b

của Ared lấy

đối với thớ bê

tông chịu kéo

tâm tiết diện

quy đổi cấu

kiện

 t,red

t red

t

2 3

6 a

của tiết diện

quy đổi theo

vùng chịu kéo

của tiết diện

red red t

M =α P=0,020933333×1,1×3,75×5×1,2=0,52 kNm

crc st

Mô đun biến

Công thức

tiết diện ngang

quy đổi cấu

7,2, Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc:

Theo mục III phần b, ta có kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc như sau:

Bảng 12: Kết quả chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm dọc:

Loại

(mm)

Kết quả tính toán h d

(mm)

Chọn h d

(mm)

Kết quả tính toán b d

tự tính toán (khai báo hệ số Self Weight Multiflier bằng 1,1 trong phần mềm),

Đoạn dầm dọc trục C có tường xây trên dầm, tĩnh tải và hoạt tải do ô sàn S1, S3, truyền vào như sau:

Tải tường gạch ống dày 100 trên dầm:  2

- Tĩnh tải :

1

S1 S1

 

1

S7 S7

Ta được bảng tải trọng như sau:

Bảng 14, Bảng tải trọng sàn truyền vào dầm và tải tường

Phần tử

dầm Ô sàn

Dạng hình truyền tải sàn vào dầm

7,4,2, Tổ hợp tải trọng, biểu đồ nội lực

7,4,2,1, 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 2),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT4) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 3),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT5) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 4),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT6) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 5),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT7) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 6),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT8) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 7),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT9) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 8),

- Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT10) (Tìm mômen âm lớn nhất ở gối 9),

Tĩnh tải chất đầy (TT)

Hoạt tải chất nhịp lẽ (HT1)

Hoạt tải chất nhịp chẵn (HT2)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT3)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT4)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT5)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT6)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT7)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT8)

Hoạt tải chất liền 2 gối - cách nhịp (HT9)

- Cường độ chịu nén tính toán của bê tông: R b = 11,5 MPa = 1,15 kN/cm 2

- Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông: R bt = 0,9 MPa = 0,09 kN/cm2

- Môđun đàn hồi của bê tông: E b = 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: R s = R sc = 260 MPa

= 26,0 kN/cm2

- Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên: R sw = 225 MPa = 22,5 kN/cm 2

- Môđun đàn hồi của cốt thép: E s = 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:

R s = R sc = 225 MPa = 22,5 kN/cm2

- Cường độ chịu kéo của cốt đai và cốt xiên : R sw = 170 MPa = 17 kN/cm2

- Môđun đàn hồi của cốt thép: E s = 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

μ (%) = 0,15% < μ(%) = 0,342% < μ (%) = 2,58%



Chọn thép: 2Φ20+2Φ18 có Asch = 11,37 cm 2 Kiểm tra:

ch s

- Kết quả tính toán đai lập được bảng sau:

- Xét tại gối tựa số 2 (dầm 200x300) có: Qxét = Qmax = 81,06kN

- Chọn: a2,5cm;   h0 h a 30 2,5 27,5cm

- Kiểm tra điều kiện cần thiết tính cốt đai:

0 0

Thỏa điều kiện tính cốt đai

- Xác định khả năng chịu lực của cốt đai phân bố trên một đơn vị chiều dài

2

2 0

0, 25 4,5

xet

R b h

cm Q

+ Theo giá trị tính toán:

2 0

2 2