Kết cấu sànI.Các loại kết cấu sàn: -Sàn toàn khối -Sàn lắp ghép,nửa lắp ghép -Với KC siêu tĩnhdầm và bản liên tục có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ khớp dẻo bố không đều,không liên
Trang 1Kết cấu sàn
I.Các loại kết cấu sàn:
-Sàn toàn khối
-Sàn lắp ghép,nửa lắp ghép
-Với KC siêu tĩnh(dầm và bản liên tục) có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ khớp dẻo
bố không đều,không liên tục
+Về vật liệu trong sơ đồ đàn hồi gt bê tông cốt thép là vật liệu đàn hồi.Thực tế BT là vật liệu có tính dẻo
-Không có bất kỳ chuyển vị nào -Có thể có chuyển vị
A.Đại c ơng về KC sàn
+Sàn s ờn có bản đ ợc liên kết theo các cạnh là t ờng hoặc dầm (Liên kết tuyến)
+Sàn phẳng( hay sàn nấm) có bản đ ợc đặt trực tiếp lên cột (Liên kết điểm)
II.Các b ớc thiết kết của kết cấu sàn
+ B ớc 1: Mô tả kết cấu,nêu rõ tên gọi vị trí trên mặt bằng nhiệm vụ,các đặc điểm nếu có,các kích th ớc cơ bản
+ B ớc 2: Sơ đồ kết cấu,liên kết gối tựa,là kết cấu tĩnh định hay siêu tĩnh
+ B ớc 3: Sơ bộ chọn kích th ớc,bề dày bản,bề cao và bề rộng tiết diện
+ B ớc 4: Xác định tải trọng th ờng xuyên,và tải trọng tạm thời
+ B ớc 5: Tính toán và vẽ biểu đồ nội lực
-Với KC tĩnh định chỉ dùng 1 ph ơng pháp,một sơ đồ duy nhất là sơ đồ tính theo đàn hồi
+ B ớc 6: Tính toán về bê tông cốt thép
+ B ớc 7: Thiết kế chi tiết và thể hiện bản vẽ thi công
III.Nhận xét về ph ơng pháp tính toán
-Dù có tính toán theo ph ơng pháp nào thì kết quả cũng chỉ là gần đúng vì mọi việc tính toán đều dựa vào giả thiết
+Về tải trọng giả thiết về hoạt tải là phân bố đều,liên tục trên mặt sàn.Nh ng thực tế hoạt tải là những lực tập trug và phân
+LK kê: khi bản kê tự do lên t ờng hoặc lên dầm
+LK cứng: khi bản đ ợc đúc toàn khối với dầm hoặc với t ờng BTCT
( LK ngàm đ ợc xem ở BTCT khi tính toán bản công sơn,có LK chỉ ở 1 cạnh
-Chỉ trạng thái giao nhau giữa 2
cấu kiện -Để chỉ LK có khả năng ngăn cản chuyển vị theo 1 ph ơng
nào đó
-Khi đúc liền khối bản với dầm thì đó là LK cứng nh ng trong sơ đồ tính toán bản th ờng xem dầm là gối kê tự do
Trang 2II.Sự làm việc của ô bản đơn
L2/L1 >2 ( Với L1 là cạnh ngắn của ô bản )
L2/L1 <=2
III.Nhịp tính toán
+ Lt=Lo ( Với hai liên kết cứng)
+ Lt=Lo+C1+C2 ( Với 2 gối kê)
+ Lt=Lo+C ( Với 1 gối kê và 1 liên kết cứng)
-Lct( chiều dài cấu tạo): là chiều dài toàn bộ theo thiết kế tính đến mép bản
-Nhịp nguyên L: là khoảng cách giữa trục các gối tựa( hoặc liên kết)
-Nhịp thông thủy Lo: khoảng cách bên trong giữa các mép gối tựa
-Nhịp tính toán Lt: là khoảng cách giữa các điểm đ ợc xem là điểm đặt của phản lực gối tựa
1.Tải trọng th ờng xuyên
Trọng l ợng riêng
Trang 3-Lớp vữa trát γ=18 Kn/m3 n=1,2
b.Khi trên bản có tải trọng tập trung G thì có thể xử lý theo 1 trong 2 cách:
+ Hoặc tính nội lực với cả g và G
-Gọi F là tổng lực tập trung đặt trên diện tích U1xU2
Y1,Y2: Là khoảng cách từ trọng tâm diện tích đặt tải U1xU2 đến cạnh bản gần hơn (Y1<0,5Lt1;Y2<=Lt2)f: là tải quy từ lực tập trung về tải phân bố đều
Và K1>=0,25
+ Hoặc đổi G thành tải trọng phân bố đều t ơng đ ơng rồi gộp vào với g để tính nội lực
U1:Theo ph ơng nhịp tính toán Lt( bản 1 ph ơng) hoặc theo ph ơng cạnh ngắn Lt1( bản làm việc 2 ph ơngU2: Theo ph ơng vuông góc với Lt hoặc theo ph ơng Lt2
K1,k2: là hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt lực F và kích th ớc U1,U2 đ ợc xác định tùy theo loại bản
b1.Ô bản 1 ph ơng
1 2
1 2
.
t t
k k F f
l l
1 1
1
0,5
t t
Trang 4+Với ô bản siêu tĩnh liên tục có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ dẻo
Chú ý :việc lựa chọn sơ đồ nào để tính phải dựa vào điều kiện sử dụng của kết cấu và vật liệu
2.Tính bản liên tục theo sơ đồ dẻo
a.Lý thuyết
-Tính nội lực theo sơ đồ dẻo là xét đến khả năng hình thành khớp dẻo tại các gối tựa có moomen âm.Tại đó có momen Mkd
-Tính toán nội lực theo sơ đồ dẻo theo pp cân bằng tĩnh hoặc pp cân bằng công khả dĩ ( xem phụ lục 4 )
-Điều kiện để tính toán NL theo sơ đồ dẻo
+Đùng cốt thép dẻo có giới hạn chảy rõ ràng trên biểu đồ ứng suất( CI,CII,CIII,RB300,RB400 ) đều thỏa mãn yêu cầu này
-Phải hạn chế vùng bê tông chịu nén tại các tiết diện dự kiến có khớp dẻo xuất hiện(td chịu momen am ở các gối tựa) theo đk
-Để tính nội lực ng ời ta lấy 1 dải bản rộng b=1m tính nội lực nh đối với dầm
+Với ô bản tĩnh định chỉ dùng sơ đồ đàn hồi để tính ( tham khảo phụ lục 1 sách sàn s ờn BTTK)
Sàn của nhà dân dụng và công nghiệp th ờng dùng sơ đồ dẻo
và cấu kiện có thể có chuyển vị xoay hạn chế.Giá trị Mkd phụ thuộc vào l ợng cốt thép và có thể điều chỉnh theo ý đồ thiết kế-Khi khớp dẻo hình thành sẽ xảy ra hiện t ợng phân phối nội lực ,momen ở khớp dẻo giữ nguyên giá trị Mkd trong khi momen
d ơng ở nhịp tăng lên theo sự tăng của tải trọng
2 2
Trang 5: Tra phụ lục 16
b.Tính toán
-Với dải bản liên tục có các nhịp Lt chênh lệch nhau không quá 10% có thê dùng các công thức lập sẵn theo sơ đồ sau
liền kề với gối ấy
và tính theo sơ đồ dẻo thì φ(a)=16; và φ(b)=11+80/φ(a);
-Chỉ nên dùng sơ đồ dẻo cho kết cấu sàn trong nhà đ ợc che chắn không chịu tác động của m a nắng
+Khi tính M d ơng giữa nhịp thì ở nhịp nào lấy Lt của nhịp đấy còn để tính M âm ở gối thì lấy Lt theo nhịp lớn hơn
+TH gối biên ngàm đàn hồi: thì φ(a)=24:32 tùy thuộc vào sự đánh giá độ cứng của dầm.Chú ý rằng với ngàm tuyệt đối cứng
D
2 1
0,37 0,5 8
t
q l
M M M
Trang 6Víi : Tra b¶ng ë phô lôc 5
1 21
.
; 24.(1 )
;
.(3 1)
t
t t
Trang 7A B i
M M M
Trang 8Với : tra bảng phụ lục 6
Đó là việc đã dùng các giả thiết vật liệu hoàn toàn đàn hồi,và ngàm là tuyệt đối,những gt không hoàn toàn sát với thực tế
đúng sự làm việc của ô bản và kh thuận tiện trong thi công
3.Tính toán bản liên tục theo sơ đồ dẻo.
( nếu cốt thép chịu momen d ơng đ ợc đặt đều theo mỗi ph ơng
(nếu trong ô bản cốt thép để chịu momen d ơng đặt không đều,ở vùng giữa bản đặt dày,trong phạm vi các dải biên rộng Lk đặt cốt thép với khoảng cách th a gấp đôi so với vùng giữa bản
(chỉ nên đặt cốt thép không đều khi ô bản khá lớn và th ờng lấy Lk=(0,2-0,25)Lt1
Nhận xét: Tính theo sơ đồ đàn hồi nhận đ ợc momen âm trên các cạnh ngàm th ờng quá lớn so với momen d ơng giữa bản
Khi tính toán và cấu tạo cốt thép với momen âm quá lớn so với momen d ơng th ờng dẫn tới việc đặt cốt thép không hợp lý,kh phản ánh
-Các ô bản liên tục có các nhịp tính toán gần bằng nhau theo mỗi ph ơng ( sai khác d ới 10%) có thể đ ợc tính
toán bằng cách tách từng ô riêng trong đó các gối tựa giữa đ ợc thay lk bằng lk ngàm,còn các gối tựa biên thay bằng
2
1 2 1
.(3 ) 1
12
q l l l M
Trang 9gối kê tự do hoặc ngàm đàn hồi( với gối ngàm đàn hồi lấy các hệ số Ai,Bi bằng (0,3-0,5) giá trị cho trong bảng 2.2
-Trên các gối giữa chung cho 2 ô cạnh nhau sẽ có 2 giá trị momen âm khác nhau ứng với từng ô.Để tính toán
cốt thép ,khi chiều dày hai ô bản bằng nhau,lấy giá trị momen lớn hơn
4.Tính toán bản liên tục theo sơ đồ đàn hồi.
+Với momen âm Ma,Mb trên các gối tựa lấy hoạt tải trên toàn bản
: Giá trị ứng với bản có bốn cạnh kê tự do: Giá trị ứng với bản có các gối giữa ngàm
với momen giữa bản
VII.Lực cắt trong ô bản.
1.Ô bản tĩnh định
+ Với ô bản biên dùng công thức:
Q=0,6.q.Lt+Với các ô bản giữa thì dùng công thức:
Q=0,5.q.Lt
-Khi nhịp tính toán Lt1,Lt2 gần bằng nhau( sai khác d ới 10%) theo mỗi ph ơng cũng có thể tách thành từng ô bản đơn để tính toán
+ Với momen d ơng giữa nhịp lấy hoạt tải đặt cách ô
-Nhận xét: Với các ô bản đơn tính toán theo sơ đồ đàn hồi th ờng có momen âm ở các gối tựa quá lớn so
-Trong bản của sàn s ờn th ờng không đặt cốt ngang chịu lực cắt do đó chiều dày bản phải đ ợc chọn để
cho riêng bê tông đủ khả năng chống cắt.thông th ờng lực cắt trong bản của sàn s ờn là khá bé,điều kiện
vừa nêu th ờng đ ợc thỏa mãn nên có thể bỏ qua việc tính toán và kiểm tra theo lực cắt
-Nếu tr ờng hợp bản chịu tải trọng khá lớn,nếu thấy cần kiểm tra về lực cắt thì có thể kt nh sau:
-Dùng các công thức lập sẵn cho dải bản nh đối với dầm tĩnh định
2.Bản siêu tĩnh 1 ph ơng,tính theo sơ đồ dẻo
3.Bản liên tục 1 ph ơng theo sơ đồ đàn hồi
:Tra ở phụ lục 5b.Giá trị Q đ ợc tính là hình bao của lực cắt
; ;
Trang 10: Lấy theo phụ lục 7-Với các ô bản liên tục cũng có thể dùng công thức trên để tính toán
VIII.Cách tính toán nội lực khi gặp sơ đồ hỗn hợp
-Trong sơ đồ hỗn hợp gồm nhiều ô bản khác nhau việc tính toán chính xác nội lực là rất phức tạp.để
theo phụ lục 10.
Cần dựa vào sơ đồ bố trí cốt thép để lấy chiều cao tính toán Ho của từng ô bản sát đúng với thực tế( khi tính cốt thép)
B.Tính toán và cấu tạo cốt thép bản sàn.
I.Số liệu để tính toán.
a.Ô bản công xôn đ ợc tính riêng theo sơ đồ ô bản tĩnh định,lấy 1 dải bản làm đại diện
b.Ô bản chịu uốn 1 ph ơng: lấy 1 dải bản làm đại diện,theo vị trí của ô bản mà xem dải bản đang xét
thuộc nhịp biên hay nhịp giữa của 1 dải liên tục.Cũng cần xét t ơng quan về kích th ớc của các ô bản cạnh nhau
để có sự điều chỉnh tùy theo h ớng dẫn ở phụ lục 9
c.Ô bản chịu uốn 2 ph ơng: tách riêng từng ô bản để tính toán và điều chỉnh momen trong các ô
-L u ý: Khi tính toán cấu tạo cốt thép cho các ô bản của sơ đồ hỗn hợp không nên máy móc tuân theo quy ớc:
( cốt thép chịu lực đặt ra phía ngoài,cốt thép cấu tạo hoặc theo ph ơng cạnh dài đặt bên trong) => Làm nh vậy
sẽ rất phức tạp khi thi công vì các ô bản cạnh nhau có thể có ph ơng làm việc chủ yếu khác nhau
Cốt thép chịu momen d ơng đặt ở mặt d ới trong sơ đồ hỗn hợp nên đ ợc tuân theo 1 quy ớc thống nhất
cho tất cả các ô( ví dụ CT theo ph ơng ngang nhà đặt xuống d ới hoặc ng ợc lại) trong tất cả các ô
Trang 11Hình: Sơ đồ tính toán tiết diện dải bản
II.Bài toán kiểm tra cốt thép trong bản.
-Điều kiện kiểm tra:
II.Bài toán tính toán cốt thép trong bản.
-Biết kích th ớc bxh,R,cấu tạo cốt thép (đ ờng kính,a,loại thép) cần kiểm tra xem tiết diện chịu momen Mtd bằng bao nhiêu
có đủ khả năng chịu đ ợc M đã biết hay không
-Tra Rb,Rs,xác định đ ợc C và ao,tính ho=h-ao
( Hệ số đ ợc cho ở phụ lục 16a và 16b )
-Khi điều kiện hạn chế đ ợc thỏa mãn thì tính khả năng chịu lực là Mtd theo công thức:
-Khi điều kiện hạn chế không thỏa mãn chứng tỏ cốt thép quá nhiều so với kích th ớc tiết diện,nếu đ ợc thì nên thay đổi(rút bớt cốt thép hoặc tăng h) rồi tính lại.Khi không thể thay đổi thì có tr ờng hợp đặc biệt.Lúc này với sơ đồ đàn hồi tính
-Biết M,kích th ớc b,h,loại vật liệu.Yêu cầu xác định As
0
.
s s b
Trang 121.Số liệu
-Tính ho=h-ao
-Tra các giá trị Rb,Rs.Tùy theo M đã cho theo sơ đồ đàn hồi hay sơ đồ dẻo để xác định
2.Tính toán
-Cũng có thể từ tra ra ở phụ lục 15
-Kiểm tra điều kiện hạn chế ,
-Kiểm tra điều kiện:
+ Theo tiêu chuẩn 356-2006 quy định nên lấy
+ Khi
As theo yêu cầu tối thiểu là
+ Sau khi chọn và bố trí cốt thép cần tính lại ao và ho.Khi ho không nhỏ hơn giá trị đã dùng để tính toán thì kết quả làthiên về an toàn.Khi ho nhỏ hơn giá trị dùng để tính toán đã dùng với mức độ đáng kể thì cần tính toán lại
-giả thiết ao ( với bản th ờng chọn ao=15-20mm).Khi h khá lớn (h>150mm) có thể chọn ao=25-30 mm
thì trong mọi tr ờng hợp điều kiện hạn chế về
Chứng tỏ h quá lớn so với yêu cầu,nếu đ ợc thì rút bớt h để tính lại.Khi không thể giảm h thì cần chọn
0
100 Asbh
Trang 13III.Cấu tạo cốt thép chịu lực.
Tính as là diện tích thanh thép,từ as và As tính a
+Khoảng cách cốt thép chịu lực còn cần tuân theo các yêu cầu cấu tạo sau:
( Với cốt thép chịu momen âm )( Khi h<=150 mm)
( Khi h>150 mm)
Với Bt nặng
Khi bản có h<=100mm lấy Co=10 mm (15 mm)
Khi bản có h>100mm lấy Co=15 mm (20 mm)
(p và g là hoạt tải và tĩnh tải tính toán trên bản)
để giữ vị trí của cốt thép mũ khi đổ bê tông
-Đ ờng kính nên chọn:
-Để chọn khoảng cách a có thể tra bảng ở phục lục 19 hoặc tính nh sau:
+Chọn a không lớn hơn giá trị vừa tính đ ợc,nên chọn a là bội số của 10mm để thuận tiện cho thi công
( Với cốt thép chịu momen d ơng )
+Để bố trí cốt thép cần chọn chiều dày lớp bảo vệ là c nh sau:
Giá trị trong ngoặc (15)(20) dùng cho những kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ớt
Cần lấy tăng chiều dày C đối với kết cấu chịu ảnh h ởng của môi tr ơng biển cũng nh kết cấu làm bằng bê tông nhẹ,bt tổ ong
-Trong bản chỉ nên dùng q loại đ ờng kính cho cốt thép chịu lực.cũng có thể dùng các loại đ ờng kính chênh nhau 2mm
đặt ở các vùng khác nhau hoặc đặt xen kẽ thì trong công thức tính as là trung bình của diện tích ứng với hai giá trị đ ờng kính
Lt: Là chiều dài ph ơng cạnh ngắn trong mỗi ô bản ( tính cho cả cốt thép mũ đặt theo ph ơng cạnh dài)
-Khi chiều dày bản bé(h<=120mm) cốt thép mũ th ờng đ ợc uốn móc vuông ở đầu thanh,mút cốt thép đ ợc chống vào ván khuôn-Với bản dày hơn không nên uốn cốt thép mũ thành móc vuông mà uốn móc tròn ( với cốt thép tròn trơn trong l ới buộc)
s s
min max max
70100200min(1, 5 ; 400 )
Trang 14-Khi ở các tiết diện tính toán ở giữa nhịp và trên gối đặt cốt thép khá dày ( a<150mm) để tiết kiệm cốt thép có thể dùng một trong các cách sau:
a.Đặt các thanh dài ngắn xen kẽ nhau
thì đặt thêm cốt thép mũ.Uốn cốt thép theo độ nghiêng 1:2 hoặc góc 30 độ.Khi bản khá dày có thể uốn nghiêng 45 độ
âm khi dùng các đoạn dài và ngắn đặt so le nhau thì chiều dài của đoạn dài ( tính đến mép gối tựa) là vlt cồn chiều dài của đoạn
ngắn có thể lấy bằng 1/6lt
III.Cốt thép cấu tạo.
1.Cốt thép cấu tạo chịu momen âm.
-Chọn đặt cốt thép này theo cấu tạo, không ít hơn 5 phi 6 trong 1 mét và cũng không ít hơn 50% cốt thép chịu lực tính toán
ở gối tựa giữa ( hoặc ở giữa nhịp bản)
Với Lt là nhịp tính toán của bản ( theo cạnh ngắn )
Hình: Cốt thép cấu tạo chịu momen âm
2.Cốt thép phân bố
-Khoảng cách a trong khoảng từ 200mm và a*max:
hoặc để thẳng ( với cốt thép có gờ hoặc cốt thép tròn trơn trong l ới hàn)
b.Dùng các thanh ngắn hơn bình th ờng đặt so le nhau
c.Đem 1 số thanh chịu momen d ơng ở giữa nhịp uốn lên làm cốt thép chịu momen âm ở trên gối
-Th ờng cách 1 thanh uốn một thanh và cũng chỉ nên dùng khi h>=8-mm.Sau khi uốn cốt thép từ nhịp lên,ở trên gối còn thiếu bao nhiêu
L u ý:
+ Theo cả 3 cách trên số cốt thép phía d ới đ ợc kéo vào các gối giữa không đ ợc ít hơn 1/3 so với cốt thép ở giữa nhịp và không
ít hơn 3 thanh trong mỗi mét.Riêng ở gối biên kê tự do nên kéo toàn bộ cốt thép phía d ới vào gối tựa.Với cốt thép chịu momen
-Đoạn thẳng từ mút cốt thép đến mép t ờng không nhỏ hơn 1/8Lt và đến mép dầm khung bằng khoảng (1/5-1/4)Lt
-ở phía trên cốt thép phân bố đ ợc đặt vuông góc với các cốt thép chịu momen âm
-ở phía d ới cốt thép phân bố đ ợc đặt vuông góc với cốt chịu momen d ơng trong các ô bản 1 ph ơng
Với ô bản 2 ph ơng đã đặt cốt thép chịu lực theo cả 2 ph ơng nên kh cần đặt cốt phân bố
-Đ ờng kính cốt thép phân bố chọn nhỏ hơn đ ờng kính cốt thép chịu lực ( có thể chọn bằng nếu là phi 6)
Trang 15a*max= 330mm khi h<=150mm
a*max=min( 2,2h và 500mm) khi h>150mm
dải bản B2=1m không ít hơn 20% As khi l2<=3l1 và không ít hơn 15%As khi l2>3l1 trong đó As là diện tích cốt thép
-Cốt thép phân bố đặt ở phía d ới trong các ô bản có liên kết 4 cạnh nh ng tính theo ô bản 1 ph ơng còn chịu
momen d ơng theo ph ơng cạnh dài mà trong tính toán đã bỏ qua.Diện tích các cốt thép này trong phạm vi bề rộngchịu lực tính cho dải bản b=1m chịu momen d ơng
Trang 16Kết cấu sàn
-Với KC siêu tĩnh(dầm và bản liên tục) có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ khớp dẻo
+Về vật liệu trong sơ đồ đàn hồi gt bê tông cốt thép là vật liệu đàn hồi.Thực tế BT là vật liệu có tính dẻo
+Sàn s ờn có bản đ ợc liên kết theo các cạnh là t ờng hoặc dầm (Liên kết tuyến)
+Sàn phẳng( hay sàn nấm) có bản đ ợc đặt trực tiếp lên cột (Liên kết điểm)
Mô tả kết cấu,nêu rõ tên gọi vị trí trên mặt bằng nhiệm vụ,các đặc điểm nếu có,các kích th ớc cơ bản
Sơ đồ kết cấu,liên kết gối tựa,là kết cấu tĩnh định hay siêu tĩnh
Sơ bộ chọn kích th ớc,bề dày bản,bề cao và bề rộng tiết diện
-Với KC tĩnh định chỉ dùng 1 ph ơng pháp,một sơ đồ duy nhất là sơ đồ tính theo đàn hồi
-Dù có tính toán theo ph ơng pháp nào thì kết quả cũng chỉ là gần đúng vì mọi việc tính toán đều dựa vào giả thiết
+Về tải trọng giả thiết về hoạt tải là phân bố đều,liên tục trên mặt sàn.Nh ng thực tế hoạt tải là những lực tập trug và phân
( LK ngàm đ ợc xem ở BTCT khi tính toán bản công sơn,có LK chỉ ở 1 cạnh
-Khi đúc liền khối bản với dầm thì đó là LK cứng nh ng trong sơ đồ tính toán bản th ờng xem dầm là gối kê tự do
Trang 17( Với L1 là cạnh ngắn của ô bản )
là chiều dài toàn bộ theo thiết kế tính đến mép bản
là khoảng cách giữa trục các gối tựa( hoặc liên kết)
khoảng cách bên trong giữa các mép gối tựa
là khoảng cách giữa các điểm đ ợc xem là điểm đặt của phản lực gối tựa
Trang 18b.Khi trên bản có tải trọng tập trung G thì có thể xử lý theo 1 trong 2 cách:
Y1,Y2: Là khoảng cách từ trọng tâm diện tích đặt tải U1xU2 đến cạnh bản gần hơn (Y1<0,5Lt1;Y2<=Lt2)
+ Hoặc đổi G thành tải trọng phân bố đều t ơng đ ơng rồi gộp vào với g để tính nội lực
U1:Theo ph ơng nhịp tính toán Lt( bản 1 ph ơng) hoặc theo ph ơng cạnh ngắn Lt1( bản làm việc 2 ph ơng
K1,k2: là hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt lực F và kích th ớc U1,U2 đ ợc xác định tùy theo loại bản
Trang 19+Với ô bản siêu tĩnh liên tục có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ dẻo
Chú ý :việc lựa chọn sơ đồ nào để tính phải dựa vào điều kiện sử dụng của kết cấu và vật liệu
-Tính nội lực theo sơ đồ dẻo là xét đến khả năng hình thành khớp dẻo tại các gối tựa có moomen âm.Tại đó có momen Mkd
-Tính toán nội lực theo sơ đồ dẻo theo pp cân bằng tĩnh hoặc pp cân bằng công khả dĩ ( xem phụ lục 4 )
+Đùng cốt thép dẻo có giới hạn chảy rõ ràng trên biểu đồ ứng suất( CI,CII,CIII,RB300,RB400 ) đều thỏa mãn yêu cầu này
-Phải hạn chế vùng bê tông chịu nén tại các tiết diện dự kiến có khớp dẻo xuất hiện(td chịu momen am ở các gối tựa) theo đk
-Để tính nội lực ng ời ta lấy 1 dải bản rộng b=1m tính nội lực nh đối với dầm
+Với ô bản tĩnh định chỉ dùng sơ đồ đàn hồi để tính ( tham khảo phụ lục 1 sách sàn s ờn BTTK)
và cấu kiện có thể có chuyển vị xoay hạn chế.Giá trị Mkd phụ thuộc vào l ợng cốt thép và có thể điều chỉnh theo ý đồ thiết kế-Khi khớp dẻo hình thành sẽ xảy ra hiện t ợng phân phối nội lực ,momen ở khớp dẻo giữ nguyên giá trị Mkd trong khi momen
Trang 20-Với dải bản liên tục có các nhịp Lt chênh lệch nhau không quá 10% có thê dùng các công thức lập sẵn theo sơ đồ sau
+Với dải bản nhiều nhịp khi chênh lệch giữa nhịp lớn nhất và bé nhất không quá 10% cua nhịp lớn để đơn giản hóa việctính toán có thể lấy Lt theo nhịp lớn nhất để tính toán cho tất cả các momen đã kể trên
-Khi các nhịp bản chênh lệch nhau quá lớn, trong tính toán cần có sự điều chỉnh (xem phụ lục 9)
-Chỉ nên dùng sơ đồ dẻo cho kết cấu sàn trong nhà đ ợc che chắn không chịu tác động của m a nắng
+Khi tính M d ơng giữa nhịp thì ở nhịp nào lấy Lt của nhịp đấy còn để tính M âm ở gối thì lấy Lt theo nhịp lớn hơn
(a)=24:32 tùy thuộc vào sự đánh giá độ cứng của dầm.Chú ý rằng với ngàm tuyệt đối cứng
Trang 22Hình 1: Sơ đồ các ô bản có một số cạnh ngàm
Hình 2: Momen trong ô bản có cạnh ngàm
Trang 23Đó là việc đã dùng các giả thiết vật liệu hoàn toàn đàn hồi,và ngàm là tuyệt đối,những gt không hoàn toàn sát với thực tế.
( nếu cốt thép chịu momen d ơng đ ợc đặt đều theo mỗi ph ơng
(nếu trong ô bản cốt thép để chịu momen d ơng đặt không đều,ở vùng giữa bản đặt dày,trong phạm vi các dải biên rộng Lk đặt cốt thép với khoảng cách th a gấp đôi so với vùng giữa bản
(chỉ nên đặt cốt thép không đều khi ô bản khá lớn và th ờng lấy Lk=(0,2-0,25)Lt1
Tính theo sơ đồ đàn hồi nhận đ ợc momen âm trên các cạnh ngàm th ờng quá lớn so với momen d ơng giữa bản
Khi tính toán và cấu tạo cốt thép với momen âm quá lớn so với momen d ơng th ờng dẫn tới việc đặt cốt thép không hợp lý,kh phản ánh
-Các ô bản liên tục có các nhịp tính toán gần bằng nhau theo mỗi ph ơng ( sai khác d ới 10%) có thể đ ợc tính
toán bằng cách tách từng ô riêng trong đó các gối tựa giữa đ ợc thay lk bằng lk ngàm,còn các gối tựa biên thay bằng
1 1 1 2 1 1 1 2
2 2 1 2 2 2 1 2
; ;
Trang 24gối kê tự do hoặc ngàm đàn hồi( với gối ngàm đàn hồi lấy các hệ số Ai,Bi bằng (0,3-0,5) giá trị cho trong bảng 2.2
-Trên các gối giữa chung cho 2 ô cạnh nhau sẽ có 2 giá trị momen âm khác nhau ứng với từng ô.Để tính toán
cốt thép ,khi chiều dày hai ô bản bằng nhau,lấy giá trị momen lớn hơn
-Khi nhịp tính toán Lt1,Lt2 gần bằng nhau( sai khác d ới 10%) theo mỗi ph ơng cũng có thể tách thành từng ô bản đơn để tính toán
Với các ô bản đơn tính toán theo sơ đồ đàn hồi th ờng có momen âm ở các gối tựa quá lớn so
Trong bản của sàn s ờn th ờng không đặt cốt ngang chịu lực cắt do đó chiều dày bản phải đ ợc chọn để
cho riêng bê tông đủ khả năng chống cắt.thông th ờng lực cắt trong bản của sàn s ờn là khá bé,điều kiện
vừa nêu th ờng đ ợc thỏa mãn nên có thể bỏ qua việc tính toán và kiểm tra theo lực cắt
-Nếu tr ờng hợp bản chịu tải trọng khá lớn,nếu thấy cần kiểm tra về lực cắt thì có thể kt nh sau:
-Dùng các công thức lập sẵn cho dải bản nh đối với dầm tĩnh định
:Tra ở phụ lục 5b.Giá trị Q đ ợc tính là hình bao của lực cắt
Trang 25-Với các ô bản liên tục cũng có thể dùng công thức trên để tính toán
VIII.Cách tính toán nội lực khi gặp sơ đồ hỗn hợp
-Trong sơ đồ hỗn hợp gồm nhiều ô bản khác nhau việc tính toán chính xác nội lực là rất phức tạp.để
Cần dựa vào sơ đồ bố trí cốt thép để lấy chiều cao tính toán Ho của từng ô bản sát đúng với thực tế( khi tính cốt thép)
-Tính toán cho từng dải bản đại diện.Tiết diện của dải bản là hình chữ nhật có bề rộng b=1m,có chiều cao h bằng bề
-Lực cắt lớn nhất trong dải bản của ô bản đơn chịu uốn 2 ph ơng đ ợc tính theo công thức:
a.Ô bản công xôn đ ợc tính riêng theo sơ đồ ô bản tĩnh định,lấy 1 dải bản làm đại diện
b.Ô bản chịu uốn 1 ph ơng: lấy 1 dải bản làm đại diện,theo vị trí của ô bản mà xem dải bản đang xét
thuộc nhịp biên hay nhịp giữa của 1 dải liên tục.Cũng cần xét t ơng quan về kích th ớc của các ô bản cạnh nhau
c.Ô bản chịu uốn 2 ph ơng: tách riêng từng ô bản để tính toán và điều chỉnh momen trong các ô
Khi tính toán cấu tạo cốt thép cho các ô bản của sơ đồ hỗn hợp không nên máy móc tuân theo quy ớc:
( cốt thép chịu lực đặt ra phía ngoài,cốt thép cấu tạo hoặc theo ph ơng cạnh dài đặt bên trong) => Làm nh vậy
sẽ rất phức tạp khi thi công vì các ô bản cạnh nhau có thể có ph ơng làm việc chủ yếu khác nhau
Cốt thép chịu momen d ơng đặt ở mặt d ới trong sơ đồ hỗn hợp nên đ ợc tuân theo 1 quy ớc thống nhất
cho tất cả các ô( ví dụ CT theo ph ơng ngang nhà đặt xuống d ới hoặc ng ợc lại) trong tất cả các ô
Trang 26Hình: Sơ đồ tính toán tiết diện dải bản
-Biết kích th ớc bxh,R,cấu tạo cốt thép (đ ờng kính,a,loại thép) cần kiểm tra xem tiết diện chịu momen Mtd bằng bao nhiêu
-Khi điều kiện hạn chế đ ợc thỏa mãn thì tính khả năng chịu lực là Mtd theo công thức:
-Khi điều kiện hạn chế không thỏa mãn chứng tỏ cốt thép quá nhiều so với kích th ớc tiết diện,nếu đ ợc thì nên thay đổi(rút bớt cốt thép hoặc tăng h) rồi tính lại.Khi không thể thay đổi thì có tr ờng hợp đặc biệt.Lúc này với sơ đồ đàn hồi tính
Trang 27-Tra các giá trị Rb,Rs.Tùy theo M đã cho theo sơ đồ đàn hồi hay sơ đồ dẻo để xác định
đều thỏa mãn do đó
( Cũng có thể từ tra bảng ra theo phụ lục 17
+ Sau khi chọn và bố trí cốt thép cần tính lại ao và ho.Khi ho không nhỏ hơn giá trị đã dùng để tính toán thì kết quả làthiên về an toàn.Khi ho nhỏ hơn giá trị dùng để tính toán đã dùng với mức độ đáng kể thì cần tính toán lại
-giả thiết ao ( với bản th ờng chọn ao=15-20mm).Khi h khá lớn (h>150mm) có thể chọn ao=25-30 mm
thì trong mọi tr ờng hợp điều kiện hạn chế về
-Hàm l ợng cốt thép hợp lý là:
+Với loại bản dầm:+Với loại bản kê:
Chứng tỏ h quá lớn so với yêu cầu,nếu đ ợc thì rút bớt h để tính lại.Khi không thể giảm h thì cần chọn
Trang 28+Khoảng cách cốt thép chịu lực còn cần tuân theo các yêu cầu cấu tạo sau:
( Với cốt thép chịu momen âm )( Khi h<=150 mm)
( Khi h>150 mm)
+ Chiều dài đoạn thẳng của cốt thép mũ tính đến mép dầm lấy bằng vlt
-Để chọn khoảng cách a có thể tra bảng ở phục lục 19 hoặc tính nh sau:
+Chọn a không lớn hơn giá trị vừa tính đ ợc,nên chọn a là bội số của 10mm để thuận tiện cho thi công
( Với cốt thép chịu momen d ơng )
Giá trị trong ngoặc (15)(20) dùng cho những kết cấu ngoài trời hoặc những nơi ẩm ớt
Cần lấy tăng chiều dày C đối với kết cấu chịu ảnh h ởng của môi tr ơng biển cũng nh kết cấu làm bằng bê tông nhẹ,bt tổ ong
-Trong bản chỉ nên dùng q loại đ ờng kính cho cốt thép chịu lực.cũng có thể dùng các loại đ ờng kính chênh nhau 2mm
đặt ở các vùng khác nhau hoặc đặt xen kẽ thì trong công thức tính as là trung bình của diện tích ứng với hai giá trị đ ờng kính
Lt: Là chiều dài ph ơng cạnh ngắn trong mỗi ô bản ( tính cho cả cốt thép mũ đặt theo ph ơng cạnh dài)
-Khi chiều dày bản bé(h<=120mm) cốt thép mũ th ờng đ ợc uốn móc vuông ở đầu thanh,mút cốt thép đ ợc chống vào ván khuôn-Với bản dày hơn không nên uốn cốt thép mũ thành móc vuông mà uốn móc tròn ( với cốt thép tròn trơn trong l ới buộc)
Trang 29-Khi ở các tiết diện tính toán ở giữa nhịp và trên gối đặt cốt thép khá dày ( a<150mm) để tiết kiệm cốt thép có thể dùng một trong các cách sau:
thì đặt thêm cốt thép mũ.Uốn cốt thép theo độ nghiêng 1:2 hoặc góc 30 độ.Khi bản khá dày có thể uốn nghiêng 45 độ
âm khi dùng các đoạn dài và ngắn đặt so le nhau thì chiều dài của đoạn dài ( tính đến mép gối tựa) là vlt cồn chiều dài của đoạn
-Chọn đặt cốt thép này theo cấu tạo, không ít hơn 5 phi 6 trong 1 mét và cũng không ít hơn 50% cốt thép chịu lực tính toán
Hình: Cốt thép cấu tạo chịu momen âm
hoặc để thẳng ( với cốt thép có gờ hoặc cốt thép tròn trơn trong l ới hàn)
c.Đem 1 số thanh chịu momen d ơng ở giữa nhịp uốn lên làm cốt thép chịu momen âm ở trên gối
-Th ờng cách 1 thanh uốn một thanh và cũng chỉ nên dùng khi h>=8-mm.Sau khi uốn cốt thép từ nhịp lên,ở trên gối còn thiếu bao nhiêu
+ Theo cả 3 cách trên số cốt thép phía d ới đ ợc kéo vào các gối giữa không đ ợc ít hơn 1/3 so với cốt thép ở giữa nhịp và không
ít hơn 3 thanh trong mỗi mét.Riêng ở gối biên kê tự do nên kéo toàn bộ cốt thép phía d ới vào gối tựa.Với cốt thép chịu momen
-Đoạn thẳng từ mút cốt thép đến mép t ờng không nhỏ hơn 1/8Lt và đến mép dầm khung bằng khoảng (1/5-1/4)Lt
-ở phía trên cốt thép phân bố đ ợc đặt vuông góc với các cốt thép chịu momen âm
-ở phía d ới cốt thép phân bố đ ợc đặt vuông góc với cốt chịu momen d ơng trong các ô bản 1 ph ơng
Với ô bản 2 ph ơng đã đặt cốt thép chịu lực theo cả 2 ph ơng nên kh cần đặt cốt phân bố
-Đ ờng kính cốt thép phân bố chọn nhỏ hơn đ ờng kính cốt thép chịu lực ( có thể chọn bằng nếu là phi 6)
Trang 30dải bản B2=1m không ít hơn 20% As khi l2<=3l1 và không ít hơn 15%As khi l2>3l1 trong đó As là diện tích cốt thép-Cốt thép phân bố đặt ở phía d ới trong các ô bản có liên kết 4 cạnh nh ng tính theo ô bản 1 ph ơng còn chịu
momen d ơng theo ph ơng cạnh dài mà trong tính toán đã bỏ qua.Diện tích các cốt thép này trong phạm vi bề rộng
Trang 361.8 211.5 10.8
Trang 38Khi tính toán và cấu tạo cốt thép với momen âm quá lớn so với momen d ơng th ờng dẫn tới việc đặt cốt thép không hợp lý,kh phản ánh
Trang 39-Khi nhịp tính toán Lt1,Lt2 gần bằng nhau( sai khác d ới 10%) theo mỗi ph ơng cũng có thể tách thành từng ô bản đơn để tính toán