II- Tính hiệu quả của phương án: 1- Tính hiệu quả của hệ kết cấu: Một hệ kết cấu được coi là có hiệu quả cao nếu nó có khả năng chịu tải, điều kiện biến dạng theo yêu cầu với một chi phí
Trang 1BÁO CÁO THIẾT KẾ SÀN DỰ ỨNG LỰC
SÀN TẦNG 2 (TRỤC I-L/4b-12a)
Nội Dung báo cáo Sàn tầng 2 (dày 200mm)
I Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu công trình.
II Tính hiệu quả của công trình.
III Input Data (Số liệu đầu vào).
IV Checking Deflection (Kiểm tra độ võng).
V Checking stress at Transfer State (Kiểm tra ứng suất ở thời điểm khi kéo cáp t = 0 ).
VI Checking stress at SLS State (Kiểm tra ở trạng thái sử dụng t = ).
VII Checking at ULS State (Tính Toán ở trạng thái giới hạn).
VIII Checking Shear for Beam (Kiểm tra lực cắt của dầm).
IX Checking Punching Shear (Kiểm tra điều kiện chống thủng).
Trang 2I Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu công trình:
1- Các qui phạm và tiêu chuẩn thiết kế:
Các quy phạm và tiêu chuẩn được áp dụng trong thiết kế cơ sở và thiết kế kỹ thuật:
Tiêu chuẩn BS 8110-1997 Part 1 & 2 TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế
2- Chương trình phần mềm:
Những chương trình phần mềm vi tính sau đây sẽ được sử dụng cho phân tích và thiết kế kết cấu CUBUS-5 Phân tích kết cấu sàn dự ứng lực
ETABS Phân tích kết cấu khung không gian Bảng tính Excel
3- Tài liệu tham khảo:
- PT Floor - Concrete Society Technical Report
- Design of PT – University of New South Wales_Australia
- VSL Manual Post Tension
Trang 3II- Tính hiệu quả của phương án:
1- Tính hiệu quả của hệ kết cấu:
Một hệ kết cấu được coi là có hiệu quả cao nếu nó có khả năng chịu tải, điều kiện biến dạng theo yêu cầu với một chi phí vật liệu thấp nhất Hiệu quả đó phụ thuộc vào những điều kiện sau:
+ Nhịp của kết cấu + Chiều cao cho phép của các cấu kiện chịu lực + Cường độ tải trọng tác dụng
+ Các trường hợp tải trọng và hệ số tải trọng.
2- Tính khả thi và tiến độ thi công:
Hệ kết cấu được lựa chọn phải đảm bảo tính khả thi trong thi công và phù hợp với những công nghệ hiện có Bên cạnh đó một giải pháp kết cấu đơn giản, mức độ điển hình hoá cao, sử dụng công nghệ và vật liệu sẵn có cũng mang lại hiệu quả kinh tế cao thông qua tiết kiệm chi phí vật liệu và rút ngắn thời gian thi công công trình.
3- Hiệu quả kinh tế:
Ngoài tất cả các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật ở trên thì chỉ tiêu cuối cùng để lựa chọn phương án kết cấu là hiệu quả kinh tế Hiệu quả kinh tế không chỉ ở giai đoạn xây dựng công trình (đầu tư ngắn hạn) mà còn phải đề cập đến giai đoạn bảo trì công trình trong quá trình khai thác (đầu tư dài hạn) Cần chú ý là hiệu quả kinh tế không chỉ là tiết kiệm chi phí vật liệu mà một điều không kém phần quan trọng là rút ngắn thời gian thi công Trong nhiều trường hợp, việc rút ngắn thời gian thi công đem lại hiệu quả cao hơn ngay cả khi chấp nhận một chi phí vật liệu lớn hơn.
Trang 4III- Input Data – Số liệu đầu vào:
1- Data of Post-tensioning Slab ( số liệu của sàn DUL).
- Thickness (chiều dày): d = 210mm.
- Concrete Grade (cấp độ bền bêtông): fcu = 30 Mpa.
- Steel Grade (mác thép) : fst = 390Mpa.
- Strand Grade (mác cáp): ASTM, 0.5’, A416, Grade 270.
- Stress Force per strand ( Lực kéo cho 1 sợi ): F = 146.9kN.
- Friction factor : m = 0.3
- Wobble factor : k = 0.004
2- Loading Cases ( Các trường hợp Tải):
- SelfWeight (Tải trọng bản thân): 25.0kN/m3 (SW)
- Superimpose Dead Load (Tải H.Thiện): 2.0 kN/m2 (SDL)
DOWNSTANDING
Trang 5Geometry Slab Materials
Überzug
_
COLUMNS - Table 1: FE-Model
_
COLUMNS - Table 2: Structure
Trang 7R1 a=10.0 m/s 2
Superimposef Dead Load:
L72
L73
L74
L75 L76 L77 L78
L57
L63 L64 L65 L66 L67 L68
L26L27L28L29L30L31L33 L35L36L37L38L39L40L42L44
L3
L19
L62 L87
L90
F1 p=-2.000 kN/m 2
L8
L10 L11
L12L13 L14
L17 L18 L20 L21 L93
L94 L95
L45
L46
L47L48 L49
L50 L51
L97 L98 L99
L100 L102
L106
L83 L84
L85 L86
P1 FZ=-21.300 kN
P2 FZ=-21.300 kN
Live Load:
L3 FZ= -27.000 kN/m
FZ =-21.600 kN tot
L4 FZ= -27.000 kN/m
FZ =-21.600 kNtot
F1 p=-3.000 kN/m 2
L1 FZ= -27.000 kN/m
FZ =-21.600 kN tot
L2 FZ= -27.000 kN/m
FZ =-21.600 kNtotL5
L6
L7
L8 L9
p =61.098 kN
2 tot
P1 FZ=-10.650 kN
P2 FZ=-10.650 kN
Trang 9IV- Checking Deflection (Kiểm tra độ võng):
Chuyển vị được tính toán dựa trên BS 8110 Part 1: 1997, sec.3.4.6 :
a = a1- a2+ a3- a5
Trong đó:
a1: độ võng tức thời ( ứng với tổ hợp tải SW+ SDL+0.82PT+LL)
a2: độ võng thường xuyên ( ứng với tổ hợp tải SW+ SDL+0.82PT+0.25LL )
a3:độ võng của sàn sau 50 năm có kể đến từ biến của bê tông ( ứng với tổ hợp tải SW+ SDL+0.82PT+0.25LL)
a5: độ võng tại thời điểm chưa có tải hoàn thiện ( ứng với tổ hợp tải SW+0.82PT)
Modun đàn hồi của bê tông B30 tại thời điểm sau 28 ngày:
Những chuyển vị xảy ra tại thời điểm SLS (t = ) và tuân theo điều kiện sau:
a =< 20mm , (a1-a2+a3)=< Lnhịp/250 và a<=L/350
-10.83
0.37
-10.98
0.23 0.24
-5.00 -11.16
0.25
0.12
-9.25 -5.36
0.00
0.35
0.16 0.36
Trang 100.23 0.24
0.24
-10.00 -13.55
0.55
-8.48 -12.66
0.35 0.35
-9.98 -5.00 -14.02
-3.29 -1.00
-2.16
-1.00 -2.47
-1.00 -2.76
0.17
-1.00
0.31
-3.33 -2.00
Trang 11V- Checking stress at Transfer State (Kiểm tra ứng suất tại thời điểm kéo cáp):
Tại thời điểm Transfer ta có các trường hợp tải như sau: SW và PT.
Dựa vào cấp độ bền bê tông, fcui = 25MPa, ứng suất ở thời điểm này được giới hạn như sau:
Ứng suất kéo không vượt quá: 1.8 MPa ( 0.36x(fcut )^0.5 ( Mục 4.3.5.2.b BS8110 trang 103)
Ứng suất nén không vượt quá: -10 MPa ( 0.4fcut : mục 4.3.5.1 BS8110 trang 103)
Nếu ứng suất kéo vượt quá giới hạn trên thì tại tiết diện phải được tăng cường thép chịu kéo theo BS8110-part 1.
Reinforcement cross sections, tranfer/AP1, Beam section: S20 (20.43 , 6.40 - 51.13 , 6.40 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 5.70
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 13Reinforcement cross sections, tranfer/AP1, Beam section: S38 (35.78 , -2.36 - 35.78 , 12.50 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 4.30
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 15Reinforcement cross sections, tranfer/AP1, Beam section: S58 (17.78 , 8.20 - 17.78 , 15.30 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 0.40
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Reinforcement cross sections, tranfer/AP1, Beam section: S55 (17.98 , 12.30 - 53.98 , 12.30 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 0.40
Trang 16PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 18VI- Checking stress at SLS State (Kiểm tra ứng suất tại thời điểm SLS):
Tại thời điểm SLS có các trường hợp tải như sau: SW, SDL, LL, WL và PT
Dựa vào cấp độ bền bê tông, fcu = 30MPa (khối lập phương) sau 28 ngày tuổi:
Ứng suất kéo không vượt quá: 4.62 MPa ( nội suy trong bảng 4.2 ứng với kết cấu loại 3 và vết nứt =0.2mm sau đó nhân với hệ số nội suy được trong bảng 4.3 BS8110 trang 103)
Ứng suất nén không vượt quá: -12 MPa ( 0.4fcu mục 4.3.5.1 BS8110 trang 103)
Nếu ứng suất kéo vượt quá giới hạn trên thì tại tiết diện đó được tăng cường thép chịu kéo theo BS8110-part 1.
Reinforcement cross sections, SLS/AP1, Beam section: S20 (20.43 , 6.40 - 51.13 , 6.40 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 5.70
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 20Reinforcement cross sections, SLS/AP1, Beam section: S38 (35.78 , -2.36 - 35.78 , 12.50 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 4.30
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 22Reinforcement cross sections, SLS/AP1, Beam section: S58 (17.78 , 8.20 - 17.78 , 15.30 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 0.40
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Reinforcement cross sections, SLS/AP1, Beam section: S55 (17.98 , 12.30 - 53.98 , 12.30 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 0.40
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 23Distance Md min Md max Mp min Mp max -P*e Ast Asb
Trang 25VII- Checking at ULS State (Tính Toán với trạng thái giới han)
Tại thời điểm ULS có các trường hợp tải như sau: SW, SDL, LL, WL và PT Với hệ số vượt tải dành cho tĩnh tải là 1,4 và hoạt tải là 1,6 Tại thời điểm này ta có nội lực lớn nhất để kiểm tra khả năng chịu lực cho cấu kiện DUL
Reinforcement cross sections, ULS-Final/AP2, Beam section: S20 (20.43 , 6.40 - 51.13 , 6.40 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 5.70
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 27Reinforcement cross sections, ULS-Final/AP2, Beam section: S38 (35.78 , -2.36 - 35.78 , 12.50 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 4.30
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 29Reinforcement cross sections, ULS-Final/AP2, Beam section: S58 (17.78 , 8.20 - 17.78 , 15.30 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 0.40
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Reinforcement cross sections, ULS-Final/AP2, Beam section: S55 (17.98 , 12.30 - 53.98 , 12.30 )
Factor for normal force due to prestressing = 1.00, Beam width 0.40
PG1[1.00],PG2[1.00]: PT treated as resistance, constraint factor= 1.00
Trang 32IX- Checking Shear for Beam (Kieåm tra l ực cắt của dầm ):
Trang 34Live load LL 3 [kN/m2 ]
Yield strength of shear
Shear stress of Veff v1 = Veff / (u.d) 1,337.50 [kN/m2]
Maximium shear stress [v]1 = 0.8x(fcu)1/2 4,381.78 [kN/m2]
Trang 35Axial force due to pt P = nxpjxUTSx(1-ST)x(1- LT) 0.00 [kN]
Shear stress of Axial force vp = 0.6(P/(bv.d)).(Vh/M) 0.00 [kN/m2]
Trang 36No of strand in bv
Axial force due to pt P = nxpjxUTSx(1-ST)x(1- LT) 0.00 [kN]
Shear stress of Axial force vp = 0.6(P/(bv.d)).(Vh/M) 0.00 [kN/m2]
Condition:
v3 = 379.37 < v' = 409.49 C3 : Shear RC not required
RC shear to be added for case 3:
As.add =