Thuyết minh tính toán kết cấu sàn không dầm Việc lựa chọn phương án kết cấu sàn cho các công trình nhà dân dụng bằng bê tông cốt thép là một trong những nhiệm vụ trọng tâm khi thiết kế. Phải lựa chọn một trong các giải pháp kết cấu sau: Sàn dầm, Sàn phẳng, Sàn phẳng có nấm, Sàn dầm ô cờ, Sàn dự ứng lực và Sàn lõi rỗng. Sau đây sẽ giới thiệu và phân tích sơ qua ưu nhược điểm của từng loại sàn và khả năng ứng dụng trong thực tế.
Trang 1Thuyết minh tính toán kết cấu
1 Cơ sở thiết kế
1.1 Các tiêu chuẩn và qui phạm áp dụng trong tính toán
ã TCVN 2737-1995
Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế
ã TCVN 5574 : 2012
Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế
ã TCVN 9386 -1 : 2012; TCVN 9386 -2 : 2012
Thiết kế công trình chịu động đất
ã TCVN 936-2012
Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình
ã TCVN 10304-2014
Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc
Tham khảo tính toán động đất theo UBC
Các tiêu chuẩn xây dựng khác ;
1.2 Hồ sơ thiết kế kiến trúc của công trình, và Báo cáo khảo sát địa chất công trình
2 Vật liệu xây dựng
ã Bê tông
Loại cấu kiện Cấp độ bền
chịu nén
Cường độ đặc trưng của bêtông MPa
Mác theo cường độ chịu nén
Đài, giằng móng, kết cấu chịu
Cầu thang bộ, lanh tô-ô văng,
giằng tường, tấm đan, kết cấu
phụ v.v
Trang 2ã Cốt thép
- Cốt thép trơn f< 10: sử dụng cốt thép CI hoặc tương đương, với các thông số:
TCVN 5574 : 2012 (Mpa) Cường độ tính toán chịu nén 225 Cường độ tính toán chịu kéo 225 Cường độ tính toán chịu cắt 175
- Cốt thép gai 10 Ê Êf 18: sử dụng cốt thép CII hoặc tương đương, với các thông số như sau:
TCVN 5574 : 2012 (Mpa) Cường độ tính toán chịu nén 280 Cường độ tính toán chịu kéo 280 Cường độ tính toán chịu cắt 225
- Cốt thép gai f> 18: sử dụng cốt thép CIII hoặc tương đương, với các thông số như sau:
TCVN 5574 : 2012 (Mpa) Cường độ tính toán chịu nén 365 Cường độ tính toán chịu kéo 365 Cường độ tính toán chịu cắt 290
Kết cấu tường xây
- Gạch sử dụng xây tường được sử dụng gạch xi măng cốt liệu, cường độ chịu lực
≥ 65kg/cm2 , vữa xây XM mác 50 (tường móng, tường bể, tường biên, tường khu vệ sinh xây gạch đặc; tường ngăn không gian phòng xây gạch rỗng)
Trang 33 Tải trọng và tổ hợp tải trọng
ã Tĩnh tải
Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu cấu tạo
(kG/m3)
Hệ số Vượt tải
7 Hệ thống điện nước, kỹ thuật 30 kG/m2 1.2
ã Hoạt tải
STT Khu vực Hoạt tải tiêu chuẩn (kG/m2) Hệ số
vượt tải Toàn phần Phần dài hạn
1 Sảnh, hành lang, cầu thang, ban công 300 100 1.2
ã Tải trọng gió
- Địa điểm xõy dựng: TP Vinh, tỉnh Nghệ An;
- Vựng giú: IIIB, ỏp lực giú tiờu chuẩn: Wo = 125 daN/m2;
- Dạng địa hỡnh: B;
- Sử dụng tiờu chuẩn TCVN 2737 – 1995 Kết quả chi tiết – Xem phụ lục
ã Tải trọng động đất
- Địa điểm xõy dựng: TP Vinh, tỉnh Nghệ An;
- Đỉnh gia tốc nền tham chiếu : agR = 0,0983 m/s2;
- Hệ số tầm quan trọng: g = 1,0;
- Nền đất cụng trỡnh thuộc loại D;
- Sử dụng tiờu chuẩn UBC – 97 tớnh toỏn trực tiếp từ sơ đồ ETABS
Trang 4ã Tổ hợp tải trọng
- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn để tính toán và kiểm tra kết cấu theo các yêu cầu về biến dạng và bề rộng vết nứt;
- Tổ hợp tải trọng tính toán để thiết kế và kiểm tra kết cấu theo các yêu cầu về khả năng chịu lực của cấu kiện
Tổ hợp
tải trọng
Tĩnh tải
DL
Hoạt tải
LL
Tải trọng gió theo phương
Tải trọng động đất theo
phương
Envelope 1xCOMB1, 1xCOMB2, 1xCOMB3, 1xCOMB4, 1xCOMB5, 1xCOMB6, 1xCOMB7, 1xCOMB8, 1xCOMB9 (ghi chú: trong các tổ hợp đặc biệt Comb6 -> Comb9 để thiên về an toàn đơn vị thiết kế lấy
hệ số tổ hợp 0.8 cho toàn bộ hoạt tải)
4 Giải pháp kết cấu
ã Phần móng
- Dựa trên căn cứ vào sự phân bố và các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất, đặc điểm và qui mô của công trình, thiết kế sử dụng giải pháp móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, tiết diện 300x300mm Tổng số cọc là 68 cọc trong đó có 66 cọc đại trà với chiều sâu là 18m, 2 cọc thí nghiệm với chiều sâu là 25,5m;
- Hệ thống đài móng được liên kết với nhau bởi các hệ giằng qua đầu cột, chiều cao
đài móng h=1,0m;
- Phía trên đài móng là hệ thống sàn bê tông cốt thép toàn khối, chiều dày của sàn h=30cm, tại cốt -3,10m;
- Kích thước giằng móng: bxh = 30x80cm, 30x50cm
ã Phần thân
Kết cấu chịu lực phần thân là hệ kết cấu dầm sàn chịu lực BTCT đổ toàn khối tại chỗ Chiều cao tầng điển hình là 3.6m
Kết cấu sàn sử dụng sàn bêtông cốt thép đổ tại chỗ
Trang 5Cơ sở để chọn sơ bộ kích thước tiết diện:
+ Kích thước cột:
b
R
kN
A= Trong đó N: lực nén trong cấu kiện Tính gần đúng bằng công thức:
N = n*S*P
Với n : số sàn nhà
S : Diện chịu tải của cột (m2)
P : Tải trọng trung bình trên sàn, lấy P = 1.2 T/m2
Rb : Cường độ chịu nén của bê tông
k : Hệ số, lấy k = 1.2 + Kích thước dầm:
8 15
l l
2 4
h h
Trong đó:
h : Chiều cao tiết diện dầm
b : Bề rộng tiết diện dầm
l : nhịp dầm
+ Kích thước sàn:
l m
D
h=
Trong đó:
h : Chiều dày sàn
D : Hệ số phụ thuộc tải trọng Với nhà ở, lấy D =1
M : Bản kê 4 cạnh lấy m = 40
L : Nhịp bản theo phương cạnh ngắn
Tuy nhiên kích thước tiết diện các cấu kiện còn được chọn dựa trên yêu cầu về kiến trúc cũng như yêu cầu về chịu lực và biến dạng sẽ được tính toán cụ thể
- Các kích thước cấu kiện cơ bản của nhà như sau:
+ Kích thước cột: bxh = 50x50 cm; 60x60 cm; 20x20cm
+ Kích thước dầm: bxh = 50x50cm, 50x70cm; 30x60cm; 20x50cm;
+ Chiều dày sàn: 15cm, 12cm;
Trang 65 Sơ đồ tính
- Kết cấu công trình được tiến hành phân tích tổng thể (3D) bằng phần mềm phân tích kết cấu Etabs v 9.7;
- Kết cấu sàn được phân tích và tính toán bằng phần mềm safe8.12;
- Các điều kiện chuyển vị, các điều kiện ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của các cấu kiện được tính toán, kiểm tra phù hợp với Tiêu chuẩn & Qui phạm xây dựng hiện hành;
6 Kết quả tính toán
- Nội lực và chuyển vị kết cấu được tính toán tổng thể theo phương pháp đàn hồi, áp dụng các phương pháp trong cơ học kết cấu, ở đây sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn các tiết diện của các cấu kiện dầm, cột, sàn, vách được chon hợp lý
- Chuyển vị ngang lớn nhất của kết cấu tầng mái (vị trí chuyển vị lớn nhất từ tổ hợp tải
trọng nguy hiểm nhất là 0.3cm < [f] = (1/750) x H = 2.5 cm
- Độ võng của sàn dày 15cm nhịp l = 8.0m là:
fmax = 1,6 cm < [fgh] = l / 250 = 3.2 cm
Các điều kiện chuyển vị, các điều kiện ổn định tổng thể và ổn định cục bộ của các cấu
kiện được tính toán phù hợp với tiêu chuẩn & Qui phạm xây dựng hiện hành
Kết quả tính toán chi tiết xem phụ lục tính toán