Tấm tôn thép profile sheeting Sử dụng tấm tôn thép comflor 46 có dạng như sau : Hình 4.2... KIỂM TRA TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG : có sử dụng cây chống đặt ở giữa nhịp... Kiểm tra khả năng
Trang 1Bảng Tính SÀN LIÊN HỢP THÉP – BÊ TÔNG
Tựa Đề Sàn 1 nhịp trục C-D
4.1 MẶT BẰNG BỐ TRÍ DẦM SÀN
Hình 4.1 Mặt bằng bố trí dầm sàn
4.2 DỮ LIỆU BAN ĐẦU
4.2.1 Tấm tôn thép (profile sheeting)
Sử dụng tấm tôn thép comflor 46 có dạng như sau :
Hình 4.2 Cấu tạo sàn liên hợp
Giới hạn chảy : fyp = 350 N/mm2
Module đàn hồi : Es = 210 kN/mm2
Chiều dày tấm tôn : ts = 1,2 mm
Chiều dày thiết kế : tp = 1,16 mm
Diện tích tiết diện : Ap = 1534mm2/m
Chiều cao tấm tôn thép : hp = 46 mm
Thể tích bê tông trên
Trang 2một đơn vị diện tích : Vc = 0,101 (m3/m2)
Trọng lượng tôn thép : Wp = 0,13 (kN/mm2)
Mômen quán tính dương : I+
= 53 (cm4/m) Mômen quán tính âm : I- = - (cm4/m)
Sức kháng đặc trưng : Mpa =6,59 (kNm/m)
Sức kháng mômen dương : MRd
+
= 5,99 (kNm/m) Sức kháng mômen âm : MRd-= 6,23 (kNm/m)
Khoảng cách từ mặt dưới
tới trọng tâm tấm tôn : e = 18,6 (mm)
Khoảng cách từ mặt dưới
tới trọng tâm tấm tôn : ep = 20,44 (mm)
Lực cắt đặc trưng : Vpa = 92,73 (kN)
Lực cắt tính toán : VRd = 92,73 (kN)
Thông số kiểm tra cắt dọc : m = 86,8 (N/mm2)
k = 0,216 (N/mm2)
4.2.2 Đặc trưng sàn
Chiều cao sàn liên hợp : h = 120 (mm)
Chiều cao lớp bê tông phía trên tấm tôn hc = 74 (mm)
Khoảng cách từ mặt trên
đến trọng tâm tấm tôn : dp = 101,4 (mm)
4.2.3 Bê tông
Cấp độ bền bê tông : C20/25
Trọng lương riêng : γ = 25 (kN/m3)
Cường độ chịu nén mẫu hình trụ : fck = 20 (N/mm2)
Cường độ chịu kéo mẫu hình trụ : fctm = 2,2 (N/mm2)
Module đàn hồi cát tuyến : Ecm = 29 (kN/mm2)
4.2.4 Đặc trưng cốt thép
Đường kính cốt thép : ϕ = 10 (mm)
Khoảng cách rải cốt thép : a = 150 (mm)
Diện tích cốt thép : As = 523 (mm2/m)
Giới hạn đàn hồi : fsk = 390 (N/mm2)
Module đàn hồi : Ea = 210 (kN/mm2)
4.2.5 Hệ số an toàn
Tĩnh tải : γG = 1,35
Hoạt tải : γQ = 1,5
Bê tông : γc = 1,5
Thép tôn, thép kết cấu : γap, γa = 1,1
Cốt thép thanh : γs = 1,15
Hệ số tính toán lực cắt : γVS = 1,25
4.3 KIỂM TRA TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG : có sử dụng cây chống đặt ở giữa nhịp
Trang 3Cắt dải sàn bề rộng 1m
Khoảng cách giữa các vách : 2,9 m
Bề rộng cánh thép góc đỡ sàn : 75 mm
Đoạn kê lên cánh : 50 mm
Bề rộng gối đỡ cây chống : 100 mm
Chiều dài tính toán :
2900 75 2 100 50 2
1375 2
e
4.3.1 Kiểm tra ở trạng thái tới hạn (ULS)
4.3.1.1 Tải trọng (đã nhân với bề rộng 1m)
Trọng lượng riêng bê tông tăng thêm 1kN/m3 do bê tông ướt
Tĩnh tải sàn:
0,13 26 0,101 2,756
g W V (kN/m)
Tĩnh tải tính toán :
2,756 1,35 3,72
g g (kN/m)
Hoạt tải trong phạm vi 3x3m : ps = 1,5 (kN/m)
Giá trị tính toán :p tt p sQ 1,5 1,5 2, 25(kN/m)
Hoạt tải trong phạm vi còn lại : ps = 0,75 (kN,m)
Giá trị tính toán :p t t p sQ 0,75 1,5 1,125 (kN/m)
4.3.1.2 Kiểm tra khả năng chịu lực
(Sơ đồ tính bản sàn là dầm liên tục 2 nhịp với Le mỗi nhịp = 1,375 m
Để thuận tiện và đơn giản trong tính toán, dùng chương trình SAP2000 để lập mô hình
và tính toán các giá trị mômen và lực vắt cũng như độ võng)
Trường hợp 1 : Tải trọng đặt trên một nhịp
Hình 4.3 Sơ đồ chất tải trường hợp 1
+
M2 âm (kNm) = 0,71 ≤ M Rd - = 6,23 OK
Trường hợp 2 : Tải trọng đặt trên hai nhịp
Trang 4Hình 4.4 Sơ đồ chất tải trường hợp 2
+
-
+
4.3.2 Kiểm tra ở trạng thái sử dụng (SLS)
4.3.2.1 Tải trọng
Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn và chỉ kể đến trọng lượng tấm tôn và bê tông ướt
q =2,756 (kN/m)
4.3.2.2 Độ võng
Trường hợp 1 : Tải trọng đặt trên một nhịp
Trường hợp 2 : Tải trọng đặt trên hai nhịp
4.4 KIỂM TRA TRONG GIAI ĐOẠN LIÊN HỢP
Khoảng cách giữa các vách : 2,9 m
Bề rộng cánh thép góc đỡ sàn : 75 mm
Bề dày sàn : 120 mm
Chiều dài tính toán :
2900 75 2 120 2870
e
4.4.1 Kiểm tra ở trạng thái tới hạn (ULS)
4.4.1.1 Tải trọng (đã nhân với bề rộng 1m)
Trọng lượng riêng bê tông tăng thêm 1kN/m3 do bê tông ướt
Tĩnh tải sàn:
0,13 25 0,101 2,655
g W V (kN/m)
Tải tường phân bố đều trên sàn : gt = 1,8 (kN/m)
Trọng lượng lớp hoàn thiện : g2 = 1,5 (kN/m)
Trang 5Trọng lượng đường ống và trần treo : g3 =0,5 (kN/m)
Tổng tĩnh tải: g = 2,655 + 1,8 + 1,5 + 0,5 = 6,455 (kN/m)
Tổng tĩnh tải tính toán :
6, 455 1,35 9,01
g g (kN/m)
Hoạt tải : ps = 3 (kN,m)
Giá trị tính toán :p tt p sQ 3 1,54,5(kN/m)
4.4.1.2 Kiểm tra khả năng chịu mômen dương
Sơ đồ tính bản sàn là dầm đơn giản với Le = 2,77 m
Hình 4.5 Sơ đồ tính khả năng chịu mômen dương của sàn
Hình 4.6 Biểu đồ mômen
Hình 4.7 Biểu đồ lực cắt
Lực kéo trong tấm tôn :
3
1534 350
10 488,1 1,1
p
p yp
ap
N A f
Chiều cao vùng bê tông chịu nén :
3
488,1 10
43,07
1000 0,85 20 1,5 0,85
p
pl
ck c
N
x
Vậy trục trung hòa nằm trên tấm tôn thép
Trang 6Khả năng chịu mômen dương của tiết diện MRd
+
:
3
,
43, 07
2
488,1 2
yp pl
pl Rd
ap
x f
Giá trị mômen dương do tải trọng gây ra : MSd = 13,61 (kNm) → OK
4.4.1.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt dọc (Longitudinal shear)
Sử dụng phương pháp m-k
Chiều dài đoạn chịu cắt Ls :
Ls = L/4 = 2,87/4 = 0,7125 (m)
Khả năng chịu cắt dọc VL,Rd :
,
1
p
A
3 ,
1000 101, 4 86,8 0, 216 34, 25
1000 71, 25 1, 25
L Rd
V
Giá trị lực cắt do tải trọng gây ra : VSd = 18,96 (kN) → OK
4.4.1.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt đứng (Vertical shear)
Bề rộng trung bình của 1 sườn bê tông : b0 =131,5 mm
Cường độ chịu cắt τRd : 0,26 N/mm2
k1 = (1,6 – dp) = 1,6 – 0,101= 1,499 ≥ 1
Tại vị trí gối tựa biên, diện tích hữu hiệu của tôn thép Ap = 159,2 (mm2)
→
0
159, 2
0,011 131,5 1000
p
p
A
b d
→ k2 = 1,2 + 40ρ = 1,67
Khả năng chịu cắt tại gối tựa biên VV,Rd :
0
131,5
101, 4 1, 499 1,67 0, 26 38, 23 1000
b
Giá trị lực cắt do tải trọng gây ra tại gối biên : VSd = 18,96 (kN) → OK
4.4.2 Kiểm tra ở trạng thái sử dụng (SLS)
4.4.2.1 Tải trọng (đã nhân với bề rộng 1m)
Tổng tĩnh tải: g = 2,655 + 1,8 + 1,5 + 0,5 = 6,455 (kN/m)
Hoạt tải : ps = 1,5 (kN,m)
4.4.2.2 Độ võng
Hệ số tính đổi n :
'
210
10,8
1
29
cm cm
cm
n
E E
E
Mômen quán tính của tiết diện nứt :
Khoảng cách giữa trọng tâm đến mặt trên của sàn xc :
Trang 72 10,8.1534 2.1000.101, 4
1000 10,8.1534
c
p
x
(mm)
2 3
2
2 3
2
2 12
43,81 1000.43,81
1534 101, 4 43,81 53000
c c c
x bx
bx
8198070
Mômen quán tính của tiết diện không nứt :
Khoảng cách giữa trọng tâm đến mặt trên của sàn xu :
2
p c
i i
u
h h
A z
x
2
1000 526.46 120 10,8.1534.101, 4
58,98 1000.74 526.46 10,8.1534
2
2 3
3
2
2
c
c
h
bh x
bh
2
2
2
74 1000.74 58,98
.10,8
120 58,98 1534 101, 4 58,98 53000
p
13303371
Mômen quán tính trung bình Im :
8198070 13303371
10750721
m
I I
(mm4)
Độ võng δmax = 3,68 (mm) < Le/250=11,1 mm → OK
4.4.2.3 Nứt bê tông
Để đảm bảo tính liên tục và vết nứt bê tông tại vị trí có mômen âm thì tiêu chuẩn qui định hàm lượng cốt thép tối thiểu phải đạt 0,4% diện tích bê tông phía trên tấm tôn Diện tích cốt thép tối thiểu As = 296 (mm2/m) < 523 → OK
4.4.3 Kiểm tra khả năng chống cháy sàn liên hợp
- Có 2 phương pháp để tính toán khả năng chống cháy của sàn liên hợp đó là
Trang 8phương pháp chuyên dành cho kỹ sư thiết kế chống cháy (fire engineering method) và phương pháp đơn giản (simplified method) sử dụng bảng tra
- Ở đây để giảm bớt mức độ phức tạp trong tính toán khả năng chống cháy, phương pháp đơn giản sử dụng bảng tra theo tài liệu hướng dẫn của hiệp hội công trình thép (Steel construction institute) được lựa chọn
- Về tải trọng , hoạt tải tác dụng không vượt quá 6,7 kN/m2
- Về nhịp sàn, nhịp 2,9 m thỏa yêu cầu < 3,6 m để có thể áp dụng bảng tra
- Chiều cao tấm tôn là 46 mm, nên chiều cao tối thiểu của sàn được phép giảm xuống (55-46) ~ 10 mm., thực hiện tra bảng như sau :
Bảng 4.1 Bảng tra thông số cốt thép chống cháy
Nhịp tối
đa (m)
Khả năng chống cháy (giờ)
Kích thước tối thiểu
Lưới cốt thép chống cháy
Chiều dày sàn t (mm)
Chiều cao sàn
Ds (mm)
Bê tông thường
Bê tông nhẹ 2,7 1 0,8 130 120 A142
3 1,5 0,9 140 130 A142
3 2 0,9 155 140 A193 3,6 1 1 130 120 A193 3,6 1,5 1,2 140 130 A193 3,6 2 1,2 155 140 A252 Vậy với kích thước sàn đã chọn thì ta thấy bố trí lưới cốt thép A142 là đủ, tương đương với ϕ6 @ 200 theo hai phương
Trang 9Bảng Tính LIÊN KẾT SÀN LIÊN HỢP – VÁCH BÊ TÔNG
Tựa Đề Liên kết sàn – vách
4.1 VỊ TRÍ LIÊN KẾT
Hình 4.1 Vị trí liên kết
4.2 NỘI LỰC TÁC DỤNG
Giá trị lực cắt tính toán liên kết : VSd = 18.96 kN
Hình 4.2 Biểu đồ lực cắt trong sàn khi tính liên kết
4.3 CHI TIẾT LIÊN KẾT
Hình 4.3 Chi tiết liên kết
Trang 104.4 KIỂM TRA LIÊN KẾT
4.4.1 Khả năng chịu lực của thép góc L 150x7x10
Xem cánh thép góc ngàm với vách và phản lực tác dụng lên liên kết theo sơ đồ sau :
Mômen lệch tâm tác dụng lên liên kết
3
18,96 10 37,5 711000
Mômen kháng uốn của tiết diện cánh thép góc :
1000 10
16666,67
bh
(b=1 m, do xét cắt một dải sàn bề rộng 1m)
Khả năng chịu mômen của cánh thép góc :
260 16666,67 3939393,93
1,1
y
Rd
a
f
(Nmm) > M = 711000 (Nmm) → OK Diện tích chịu cắt
10 1000 10000
vc
Khả năng chịu cắt của tiết diện cánh thép góc :
3 0
0,9 0,9 10000 260
10 1350,9
vc y
Rd
M
A f
V
(kN) > VSd = 18,96 (kN) → OK
4.4.2 Khả năng chịu lực của bu lông neo vào vách
Sơ đồ tính như sau :
Trang 11Chọn bu lông neo vào vách ϕ12-4.6, bê tông trong vách là C20/25
Mômen tác dụng vào thép góc sẽ phân thành cặp ngẫu lực kéo và nén trong bu lông neo :
711000
7110 100
M
N
h
Vậy ứng suất kéo/nén gây ra trong bu lông tương đối nhỏ
2
7110
62,86 12
4
s
N
f
(N/mm2) < fy = 240 (N/mm2) → OK
Xác định chiều dài đoạn neo vào bê tông :
bd
T
f
n d L
Trong đó :
T Lực kéo trong bu lông
d Là đường kính bu lông
n Số bu lông neo chịu kéo
L Chiều dài đoạn neo
fbd Cường độ bám dính của bê tông lấy theo bảng tra 5.3 trong EN 1992-1-1, hoặc tính theo công thức bd 2, 25 ctk,0,05
c
f f
với γc =1,5 Vậy chiều dài đoạn neo là :
7110
82
1 12 2,3
bd
bd
Vậy chọn bố trí đoạn neo là ≥ 82 mm
Theo cấu tạo, bố trí bu lông neo ϕ12-4.6 a200