Tài Liệu - KT14A2 01. San

Tài Liệu - KT14A2 01. San tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...

KẾT CẤU SÀN

Môn học: KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Ngành: Kiến Trúc & Quy hoạch

KHOA XÂY DỰNG, TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

A KHÁI NIỆM CHUNG

1 Khái niệm chung

1.1 Giới thiệu

Sàn chịu lực trực tiếp tải trọng sử dụng truyền tải  dầm  cột  móng  nền

Ngoài ra, sàn còn đóng vai trò vách cứng ngang

 tăng độ cứng và độ ổn định cần thiết theo phương ngang cho công trình

Ưu điểm.

Nhược điểm

Phạm vi sử dụng.

1.2 Phân loại sàn

Theo phương pháp thi công :

sàn toàn khối sàn lắp ghép sàn bán lắp ghép

Theo sơ đồ kết cấu

Sàn sườn :

- Sàn sườn có bản loại dầm

- Sàn sườn có bản kê bốn cạnh

- Sàn sườn kiểu ô cờ

- Sàn gạch bộng (Hourdis)

- Sàn panen lắp ghép

A KHÁI NIỆM CHUNG

Sàn không sườn :

- Sàn phẳng (flat slab): bản hoặc panen đặt trực tiếp lên cột, không có dầm

Flat-plate floor system

A KHÁI NIỆM CHUNG

Slabs on beams

A KHÁI NIỆM CHUNG

Flat plate Flat slab

A KHÁI NIỆM CHUNG

1.3 Phân biệt bản loại dầm và bản kê bốn cạnh

Bản loại dầm :

A KHÁI NIỆM CHUNG

Bản kê 4 cạnh :

A KHÁI NIỆM CHUNG

 bản loại dầm, làm việc theo một phương

(phương cạnh ngắn)2

1    l2  bản kê 4 cạnh, làm việc theo hai phương

QUY ƯỚC

EJ

l

q f

4 1

1 1

4 2

2 2

384

5



q l l

l

2

4 1

4 2 1



l l

l

2

4 1

4 1

2  

4 4

1

2 4

1

4 2

l q

q

A KHÁI NIỆM CHUNG

Ta phải có f1= f2

q1 + q2 = q

Phân phối tải trọng q trên ô

bản cho dải bản theo phương

ngắn (q 1 ) và dải bản theo

phương dài (q 2 )

tải trọng chủ yếu truyền theo phương cạnh ngắn nếu hệ số  lớn

B SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM

2 Sàn sườn toàn khối có bản loại dầm

11

2.1 Sơ đồ kết cấu

Khoảng cách giữa các trục dầm phụ l1=1,7  3m

Khoảng cách giữa các trục dầm chính l2 = 4  7mNhịp dầm chính (khoảng cách cột) L = 5  8m

Chọn kích thước tiết diện các bộ phận

Chiều dày bản sàn (h b )

m = 30  35 đối với bản dầm

D = 0,8 1,4 phụ thuộc vào tải trọng

Ghi chú :

Khoảng cách từ gối tựa đến mút cốt thép mũ là

vl (tùy tỷ số p/g):

v = 1/4 khi p < 3g;

v = 0,3 khi 3g  p  5g;

v = 1/3 khi p > 5g

Chọn cốt thép cấu tạo

Cốt thép phân bố ở phía dưới:  20% diện tích cốt thép chịu lực theo tính toán

Cốt thép để liên kết các cốt mũ: 6 a 250300 Cốt thép mũ đặt vuông góc với dầm chính và tường biên:  50% diện tích cốt thép chịu lực theo tính toán ở các gối giữa , và  6 a200

B SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN DẦM

 6a250-300

ĐẶT THÉP TRONG BẢN THEO CÁCH PHỐI HỢP

4 2

1

2

3

4 5

( l = nhịp tính toán của bản )

CÁCH ĐẶT CỐT TREO

a

P G

Diện tích cốt treo

dùng cốt vai bò lật ngược

(uốn hình chữ V)dùng cốt đai đặt dày

C SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN KÊ BỐN

CẠNH 3.Sàn sườn toàn khối có bản kê bốn cạnh

3.1 Sơ đồ kết cấu

Sàn gồm có bản và hệ dầm đúc liền khối Bản làm việc theo hai phương,

 Chiều dày bản sànChiều cao dầm

Chiều rộng dầm

1

3.2.Sự làm việc của bản kê bốn cạnh

C SÀN SƯỜN TOÀN KHỐI CÓ BẢN KÊ BỐN

CẠNHĐường nứt ở bản kê bốn cạnh

Mặt dưới bản Mặt trên bản

tải trọng phá

hoại và đặc

tính phá hoại

ứng với hai

cách đặt thép

là như nhau

D SÀN PANEN LẮP GHÉP

4 Sàn panen lắp ghép

4.1 Khái quát

Ưu điểm : chế tạo dễ, nhanh, liên kết đơn giản,

chiều cao sàn thấp

Nhược điểm : cách âm kém, tốn nhiều bêtông.

Panen lỗ (panen hộp)

Panen có khoét lỗ hình thang, hình bầu dục, hình tròn, một lỗ hoặc nhiều lỗ

Ưu điểm : cách âm cao, tiết kiệm vật liệu, tạo

được mặt sàn phẳng

Khuyết điểm : chế tạo khó khăn.

D SÀN PANEN LẮP GHÉP

D SÀN PANEN LẮP GHÉP

Chiều rộng :

-Loại một lỗ : B = 450, 600, 900

-Loại nhiều lỗ : B = 900 1500 (loại trung bình);

B = 1500, 2400, 3000 (loại lớn)

 Bề rộng cánh trên nhỏ hơn bề rộng cánh dưới.

 Chiều dài : tuỳ bước cột l =3 ; 4,5 ; 6 ; 12m

 Chiều cao : h = 160300 (h=160; 200; 250; 280; 300)

 Chiều dày bản trên (cánh nén của tiết diện) : h’c  30 mm

 Chiều dày bản dưới (làm trần) : hc  25 mm

 Chiều dày sườn : bs  35 mm

Dùng cho nhà công nghiệp,

làm panen mái , không

đòi hỏi yêu cầu mỹ quan và

cách âm, cách nhiệt

4.3 Khái niệm tính toán panen

Tính uốn tổng thể

Tính uốn cục bộ

Biến dạng (độ võng, khe bề rộng khe nứt)

Kiểm tra panen khi vận chuyển và cẩu lắp

D SÀN PANEN LẮP GHÉP

Ví dụ tính uốn cho panen hộp

D SÀN PANEN LẮP GHÉP

Ví dụ tính uốn cho panen sườn

D SÀN PANEN LẮP GHÉP

Kiểm tra panen khi vận chuyển và cẩu lắp

SÀN BTCT KHÔNG DẦM

 Làm cho liên kết cột-bản sàn được vững chắc.

 Tăng cường khả năng chịu moment và lực cắt; giảm ứng suất cục bộ.

 Chống lại hiện tượng xuyên thủng bản

(flat slabs, flat plates)

SÀN BTCT KHÔNG DẦM

 Phạm vi sử dụng

Tấm phẳng :

 Nhịp 6 ÷ 7.5m, hoạt tải 300 ÷ 500 kG/m 2

 Tiết kiệm chi phí ván khuôn, trần phẳng, thi công nhanh

 Khả năng chống cắt và xuyên thủng khá thấp, độ cứng

cũng không cao, có thể võng nhiều.

 Dùng rộng rãi trong nhà cửa dưới dạng BTCT thường hay

BTCT ứng suất trước (sàn căng sau)

Sàn phẳng :

 Nhịp 6 ÷ 9m, hoạt tải 400 ÷ 750 kG/m 2

 Tốn nhiều ván khuôn hơn so với flat plate, đặt biệt ở vị trí mũ cột

 Thường dùng drop panel không có mũ cột.

SÀN BTCT KHÔNG DẦM

Nói chung, sàn không

dầm có mặt dưới phẳng

nên việc thông gió và

chiếu sáng tốt hơn sàn

có dầm; việc thoát nhiệt

khi hỏa hoạn cũng thuận

lợi hơn Vách ngăn được

bố trí linh hoạt trên sàn

Chiều cao tầng nhà có

thể được giảm nhờ việc

giảm chiều cao của hệ

kết cấu sàn.

SÀN BTCT KHÔNG DẦM

 Có thể tham khảo hướng dẫn của tiêu chuẩn ACI (Mỹ) để chọn

chiều dày cho sàn không dầm theo bảng dưới đây.

 ln _ nhịp tính toán, tính từ mép cột (hoặc mũ cột) đến mép cột

(hoặc mũ cột), nhưng không lấy nhỏ hơn 0,65l với l là khoảng

cách giữa các trục cột

CHIỀU DÀY TỐI THIỂU CHO SÀN KHÔNG DẦM

Giới hạn chảy

của thép

fy (kG/cm 2 )

Không Drop Panel Có Drop panels

Ô sàn biên

Ô sàn giữa

Ô sàn biên

Ô sàn giữa

Không có dầm biên Có dầm biên

Không dầm biên Có dầm

biên

2800 1/33ln 1/36 ln 1/36 ln 1/36 ln 1/40 ln 1/40 ln

4200 1/30 ln 1/33 ln 1/33 ln 1/33 ln 1/36 ln 1/36 ln

 Cho lưới cột l1l2, tổng tải trọng phân bố đều trên sàn là q ( kể cả trọng lượng bản thân),kích thước mũ cột là cc

 Giả thiết mặt phá hoại nghiêng một góc 45 0 , có dạng một hình tháp, thì lực gây xuyên thủng là

- h0 _ chiều dày hữu ích của bản

- Btb chu vi trung bình của mặt đâm thủng Btb = 4(c + h0)

- Rk _ cường độ chịu kéo tính toán của bêtông

SÀN BTCT KHÔNG DẦM

Khả năng chống xuyên thủng của sàn không dầm

 Nếu điều kiện (*) không thỏa thì có thể khả năng chống xuyên

thủng cho sàn bằng các chi tiết thép chịu cắt dưới dạng cốt vai

bò hai phương, dầm tích hợp, thép hình, T-stud

 Phân tích nội lực kết cấu sàn không dầm

 Kết cấu sàn không dầm là hệ siêu tĩnh bậc cao, phân tích chính xác rất khó Hai phương pháp tính đơn giản theo tiêu chuẩn ACI (Mỹ) là:

- Phương pháp kinh nghiệm: pp thiết kế trực tiếp (direct design method)

- Phương pháp chính xác hơn: pp khung tương đương (equivalent frame method)

SÀN BTCT KHÔNG DẦM

SÀN CĂNG SAU

(BÊTÔNG ỨNG SUẤT TRƯỚC, KHÔNG DẦM)

SÀN CĂNG SAU

SÀN CĂNG SAU

Vùng neo

37

 Những ưu điểm của sàn căng

 Có thể giảm tỉ số chiều cao tiết diện / nhịp

 Ít tốn bêtông hơn so với sàn thường cùng nhịp

 Phần lớn tải trọng được chịu bởi thép ứng lực trước, do đó cốt thép được chuẩn hóa và đơn giản hóa

 Cho phép tháo dỡ cốppha sớm

 Ứng lực trước đã cân bằng với phần lớn tải trọng dài hạn, nên hạn chế tối đa độ võng và ứng suất kéo

 Ưùng suất trước sẽ triệt tiêu phần lớn ứng suất kéo gây ra nứt

 Dựa trên nguyên lý cân

bằng tải trọng

 phương trình đặt cáp :

l

x L

x h

Y

SÀN CĂNG SAU

Vùng neo

SÀN CĂNG SAU

Lắp đặt neo và thép dự ứng lực

SÀN HỖN HỢP THÉP-BÊTÔNG

Số tầng càng cao, BTCT thuần tuý rất nặng, xử lý móng phức tạp, tốn kém Do vậy, kết cấu thép sẽ là hệ chịu lực thay thế.

Kết cấu thép lại chịu lửa kém, cần được bảo vệ bằng bê tông,

do vậy xuất hiện bê tông cốt cứng Sàn thép ồn, rung, độ cứng kém, chi phí bảo trì, cao, cần được “ốp” bê tông, xuất hiện sàn BTCT liên hợp Và kết cấu bê tông cốt cứng, sàn liên hợp, gọi chung là kết cấu liên hợp

Nhà cao tầng, có khẩu độ lớn, để dễ bố trí, kiến trúc nên dùng dầm BTCT DUL thì vẫn nặng Dầm thép và sàn liên hợp sẽ là phương án tối ưu Khẩu độ có khi vượt đến 20m Một số trường hợp khác, hệ dầm thép còn được thay thế bằng hệ dàn thép , hay sử dụng dầm bê tông cốt cứng (dầm liên hợp ).

Bản sàn:

BTCT tòan khối

Tấm BT đúc sẵn (dày 40÷50mm) làm coppha, lớp bêtông toàn khối phủ lên trên

Tấm deck bằng thép + bản BTCT

Dầm:

Dầm thép

Dàn thép

Dầm bêtông cốt cứng

Một số dạng Sàn thép –bêtông hỗn hợp

47

Bêtông mặt trên: đúc tại chỗ trên tấm deck bằng thép

[đóng vai trò coppha + thép]

bêtông: chống nứt; lúc hỏa họan tấm deck không chịu lực

Nếu nhịp < 3.5m  có thể bỏ cây chống tạm

49

Sàn sử dụng kết cấu không gian thép ống

Công ty XD s ố 3 Hải Phòng tháng 06/2001 Sàn sử dụng kết cấu không gian thép ống