Quy trình thiết kế và thi công tấm vật liệu 3d ngô quang tường

Tính toán lực cho phép trong thanh thép chéo chịu lực cắt Chiều dài tính toán bằng 75% chiều dài thực được sử dụng để xác định tải trọng uốn dọc.. Trong khi đó, khoảng cách các thanh thé

TS NGÔ Q U A N G TƯỜ NG

QUY TRÌNH

THIET KẾ VÀ THI CỘNG TÀN VẬT LIỆU

TS NGÔ QUANG TƯỜNG

L Ờ I NÓ I B Ầ U

Ý tưỏng sử dụng tấm 3D được đưa ra tạt ١ )d() nhữriK nam 1930 Ỷ tư(.؛ n^ Lhi đơn gian la sự ^ết Η( ٠ φ 1 ا(ر ích LÌia lổm EPS và bẽ tOng N h l g v('ll kỹ tbưột lue bй ﻹ giíí tht sdn ầ ổ t tám 3D la không kinh tế vd hiệu qua Cde nhd khí)ah( ٠ )e da tiếp tụe nf) lực nghiên cứu thiết kế dề cố thể sdn xuổt hdng laqt vớl chl phi thdp Vcu) những ndm 1980 công أﻻ EVG của ^ư(mg quồ'c Ao dd ctìl tiến vd phdt trlến cdc thiết bl, cỏng nghệ cb thề san xuất khổl lưỉ.tng lớn vd gia thdnh thdp ttím panel 3D Nhd

2 ٠.

ma^ hdn tự dộn,g cứ thễ sdn x ^ t 1.000.000 m mftl nam Bê rộng tùm panel tieu chuẩn dUỉ.lc th(؟ ng nhổt la 1 ١ 2 m, chiều ddl cb thế lên, dến 6m COng nghệ sũn xudt nà^ dư(.ic nhlèu nư(ĩc trên thế glt',1 chdp nhộn vd cổp bàng sdng chế.

Tam 3D la một vật liệu khíi m( ١ l mề dổl VỚI xd^ dựng việt Nam hiện na^, ưu dlểm cUa tdm Id dư(?c sdn xudt hdng l()at ١ ?( ١ 1 hệ thống tư dộng hỏa cao tại cfìng xưởng nên gld thdnh cd thẾ chdp nhận đư( ٠ tc ٠ tiến độ thl cfìng nhanh, chdt lư؛.tng ddm bdo, c(3ng nghiệp hba dược ngdnh XÛN dựng.

Tổm 3D cb thê tha^ thế cho vột liệu gach tru^ền th(؛ ٨ ng ١ trdnh dư(?c h-lện tư(jng da() dût Idm gach, d ể Iqi nhiều ao hồ gû ﻻ mdt qu5 dût sdn xudt hqn chế dưực việc nung đốt gach gds? ô nhlCm cho mồl trường.

Kết h(?p đưt.tc phương phdp thl cdng lắp ghép vù bê tỏng todn khí؟ l ١ có thề tạo dưực 'bdt kl hlnh dạng ndo theo thiết k ế

Tdm 3D khOng dộc hql cho ngưlíl vd vật nuổl ١ khdng b؛ m ؛ l ٩ ١ m( ٠ )t ١ klến ٠ gldn, chuột gặm nhdm khfìng bị nứt nẻ khbng bị thdm nưdc ١ dột, chổng dưực gld ba() hơn 300 km/glíì ٠ chịu đưực dộng ddt dến 7 ٠ 5 ٠ rlchter cdch nhiệt, chfing ch ئﻻ 1000’ c dến hơn hal gld^ loại tư( ١ ng 10 cm, cdch am Rw 42 Dh Idộ cho phép nha thường la Rw 70 Dh ١٠ tuổi thp của nha bê tông cổt thép nhẹ ba chiều, cỏ lai cdch

am cách nhiệt bằng Panel 3D từ 30 dến 100 nam.

Thl cỏng tbn rổt ít kh(7l lượng cốp pha, gian gldo Bên cạnh đổ, do nha dược cdch nhiệt tốt nên cỏ thế ghim dứi.tc chl phi tieu hao diện ndng trong qud trtnh SŨ dung c(Ạ)ng trinh.

Cbng nghệ sũn xudt na^ dqt ttẽu ch-uẩn Hoa КЗ? IAC1 ١ va ch, ٥ t lưựng x ةﻻ dựng Hoa K^: SBCCl ỈCBO, BOCA va HUD-USA, ISO 9002-Talw an ة Euro

Tácgíả

TS Ngô Quang T Ể g

PHẨN 1 QUY TRlNH THIẾT KẾ TấM VẬT LIỆU 3D

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU XÂY D ựNG

BẰNG TẤM VÂT LIÊU 3D

1.1 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA VẬT LIỆU 3D

Các thành phần panel 3D gồm tâm 3D và 2 lớp bê tông 2 bên Tấm 3D gồm lớp EPS (Expanded Polystyrene) ở giữa, 2 lớp lưới thép song song và những thanh thép chéo được hàn vào 2 lưới thép dọc theo chiều dài Thép chéo đâm xuyên qua lớp EPS và đưỢc mạ để tránh ăn mòn Lưới thép phủ không cần phải mạ nếu lớp bê tông

•

٠ ؛;.٠ ٠٠٠؛٠٠

fíình 1.1

Chiều dái

Hììềh L2

Hình 1 ا 3 ا Phân bô'íhép chéo và lưâi thép phủ

1.2 KÍCH THƯỚC TIÊU CHUẨN CỦA TẤM 3D

KícVi thước Paưels:

Ch؛ều dài: Tối thiểu 2,Om, tăng dần mỗ؛ bước 10 cm

Tối da 6,Om Theo lý thuyết cQng có thể sản xuất loại panel dài hơn Chiều ngang: 1 ١2m (1 ,Om)

EPS Độ nở của polystyrene theo tiêu chuẩn ONORM B6050 phải

có mật độ xấp xỉ ISkg/m^ Dày từ 40 dến lOOmm, bước tăng giảm lOmm

Lưới phủ:

Dường kínli; 3,0mm; cấp thép BSTSOO theo ONORM B4200

Khoảng cách ô lưới (e) 50 X 50mm

Khoảng cách giữa tâ'm EPS và litói phủ (a): 13, 16 hoặc lOmm, khoảng cdch thường áp dụng nhất là 13mm

Thép chéo;

Dường kinh: 3,8mm, thép mạ trong nhổm thép BST500 Tối da 4,5mm

Khoảng cách; 100 hoặc '20ũmm (= 6ا)

Bước lOOmm hoặc 200mm; tức là 67-200 thaith thép chéo trên 2ا0ا

Độ chéo: Độ nghiêng của thép giàn tùy thuộc vào khoảng cách 62 và 63■Trong sản xuất, gia trị 62 là không dưỢc thấp hơn giá trị nhỏ nhất Hiện nay panels dược sản xtiâ١ theo 2 kiểu bố tri thanh thép giàn

Bảng 1.1 Bô'tri thép chéo tỉêu chuẩn

1.3 BE TÔNG

1.3.1 lìê tông trộn tại công trường

Tùy thuộc vào mác bê tông, trộn hỗn hỢp vật liệu trong 3-4 phút với khoảng 300 kg xi măng và sô lưỢng nước theo yêu cầu trong một máy trộn trước khi phun Mác bê tông thực tế cũng tùy thuộc đường cong câp phối của vật liệu có được qua thử nghiệm

1.3.2 Gradient giới hạn của côt liệu

GRADIEMT GIỚI HẠN

Câp phối chính xác không những tạo ra bê tông có châ١ lượng cao mà còn quyết định đến hiệu quả khi sử dụng máy phun Để có thể phun được, cốt liệu phải chứa một số lượng hạt nhuyễn nhỏ nhâ١ có đường kính dưới 0,125mm Sau khi rây sàng 0,l25mm, кЬо.! lượng lọt qua sàng ít nhâ١ 4-5% và không quá 8-9% Các hạt nhuyễn phải bảo đảm giữ đưỢc lượng nước khi phun qua vòi bơm Nếu không đủ lượng hạt nhuyễn, phải thay thế bằng vật liệu khác Trong trường hợp vật liệu lây từ sông, hồ thì gần như không có hạt nhuyễn

1.3.3 Cỡ hạt

Cỡ hạt thường dùng tùy thuộc vào cường độ và hiệu suất của máy phun Máy phun khô dễ dàng phun được cỡ hạt tối đa 8 mm, hạt dùng cho máy bơm vữa hồ lớn nhât là 4-5 mm вб.! với tường, cường độ bê tông sau cùng là 10-15 N/mm^ (=fc), cỡ hạt lớn nhất là 4 mm

1.3.4 Xi măng

Xi măng trong bê tông phun là khoảng 300 kg/m^ Giá trị này đảm bảo đưỢc cả cường độ lẫn khả năng bơm Nếu lượng xi măng lớn thì đòi hỏi nhiều nước hơn LưỢng xi măng lớn thì bê tông dễ bị co và xuâ١ hiện vết nứt

1.3.5 Tỷ lệ nước/xi măng

Tỷ lệ nước / xi măng không những ảnh hưởng đến khả năng thi công, mà nó còn ảnh hưởng đến cường độ và bảo vệ С0١ thép khỏi ri sét Nếu lượng nuớc quá nhiều, các lỗ rỗng xuấ٠t hiện sẽ ảnh hưởng đến châ١ lượng bê tông Nên áp dụng tỷ lệ nước /

xi măng là 0,5 - 0,6

ChuPơng 2 TÍNH TOÁN TẤM 3D

A TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ NHÂT

2.1 YÊU CẦU KHI TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN 3D THEO KHẢ NĂNG CHỊU Lực

Tính toán được tiến hành theo tiết diện thẳng góc với trục, theo tiết diện nghiêng Ngoài ra cần tiến hành tính toán kiểm tra những vùng chịu lực tác dụng cục bộ

Theo tiết diện thẳng góc tính toán với tác dụng của lực dọc N, của moment uô"n M hoặc của tổ hỢp gồm M và N

Tính toán theo tiết diện nghiêng ở những vùng câu kiện chịu lực cắt Q tính với tác dụng của Q và của M

Cấu kiện chịu uốn, tỉnh theo khả năng chịu lực trên tiết diện thẳng góc

2.2 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU UốN

về nguyên tắc có thể tính toán tấm sàn 3D giống các tiêu chuẩn thiết kế sàn bê tông cốt thép thông thường Tất cả các nguyên tắc tính toán nội lực và trạng thái chịu tải của bê tông cô١ thép có thể áp dụng cho tấm 3D Tuy nhiên, cần phải lưu ý

sự giảm khả năng chịu lực do tâ"m EPS

Thông thường sàn 3D được xem làm việc theo sơ đồ dầm đơn giản hoặc dầm liên tục vì vậy các thanh thép (thép phủ và thép gia cường) chịu lực kéo và lực nén, bê tông chịu nén Những thành phần này được thiết kế theo những quy ước của kết cấu

bê tông cốt thép thông thường

2.2.1 Biểu đồ biến dạng ứng suâ't của bê tông

Biểu đồ biến dạng ứng suât của bê tông là một đường cong không tuyến tính Hầu hết các hình dạng toán học thông thường của đường cong này là một đường parabol bậc hai đạt cực đại khi biến dạng là 2 ٥/oo

Trong khi hầu hết các tiêu chuẩn, ứng suât nén không đổi khi vượt qua ứng suât giới hạn này, kết quả thử nghiệm cho thấy ứng suất nén giảm xuống khi vượt qua giới hạn 2٥/oo

Hình 2,L Phân phổi ứng suất (heo lý thuyết.

Cường độ khối của bê tông đạt được sau 28 ngày, do đó cường độ chịu nén theo lí thuyết đưỢc tính như sau:

Khi thiết kế mặt cắt 3D, khối ứng suất hlnh chữ nhật trong vùng chịu nén có thể

áp dụng cách tinh gần đúng theo hlnh 2.1 Phương pháp này giả định rằng toàn vừng nén ly thuyết dã dược ấn định trước sao cho trục trung hoà không nằm trong vật liệu EPS Biến dạng giới hạn vượt qua ngoài phạm vỉ 2 0 0ها không dưỢc áp dụng cho tấm 3D Khả năng chịu moment lớn nhất phải dược lấy thấp hơn giới hạn

2.2.2 Bỉểu đồ ứng suất-bỉến dạng của thép

Bề dày của toàn bộ vUng bê tông chịu nén dưỢc tinh từ tỉ lệ giữa biến dạng nén cUa bê tông và biến dạng của thép ChUng phụ thuộc vào biến dạng của thép khi thép dạt dược giới hạn dẻo Cả hai vật liệu dều có biến dạng giới hạn

Dường cong ứng suất biến dạng của thép lúc dầu dược xem như là thẳng (Es = 20.600 kN/cm2) Với modun dàn hồi không dổi, giới hạn dẻo của thép, loại

5000 kG/cm2 (thường là thép panel) dạt dược khi biến dạng là 2,43٥/٥٥

ứng suất

Biểu đồ 2.2 Biểu đồ ứng suất-biến dụng của thép

Để tính toán câ"u kiện chịu uốn, giới hạn sức căng của thép là 5٥/oo rồi tính toán biến dạng nén của bê tông (giới hạn là 3,5٥/oo)·

Chiều cao vùng nén cũng đưỢc giới hạn Dựa trên những tương quan này, tì lệ giữa chiều cao vùng nén và chiều cao ảnh hưởng có thể được tính toán như sau:

Bảng 2.2

Biến dạng giới hạnGiới hạn biến dạng chịu nén của bê tông 3,50/00

fc

٠ max 2'Voo

ứng suấ.t nén được cho là không đổi nếu biến dạng nén vượt qua 3,5 /()0· Biên dạng lớn nhât của thép theo liêu chuẩn đưỢc lây lã 5؛؛/oo cho các loại thép.

Tính toán Moment max theo mô hình trên:

zx fytrong đó:

• Sức nén tối đa 2٥/oo ( đường cong parabol ứng suâd - biến dạng)

٠ Biến dạng dẻo của thép 5٥/(){)

Điều này dẫn đến hạn chế chiều cao vùng nén chỉ đạt được 28,6% của chiều cao ảnh hưỏng khi thép đạt đến trạng thái ứng suất-biến dạng giới hạn (biến dạng dẻo của thép) Sự hạn chế trên thiên về an toàn cho kết câu sau khi phân bô" lại ứng suâ"!

do sự từ biến của bê tông, và đảm bảo trục trung hoà phải luôn luôn nằm ở lớp bê tông phía trên (chịu nén)

Moment cho phép dưới tải tác động (Hệ số an toàn chung là 1,75) có thể tính như sau:

M '= 0,0972 X fc X b X d < 0,3810 X fc X t2 X b X (d - 0,375 X t2 ) Trong bảng 2.3, kích thước t2 (lớp bê tông nén) và deps được tính bằng mm và moment là Tm/m Các moment được tính dưới tải sinh hoạt bao gồm hệ số an toàn (=1,75) vđi câp bê tông 175 kG/cm^ (=B25) Đối với các cấp bê tông khác những giá

ưị này phải đưỢc nhân với fc/175 kG/cm Khoảng cách giữa cạnh dưới của EPS và trọng tâm của cốt thép là 20mm

2.3 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU CAT

Các thanh thẻp chéo của tấm 3D chịu lực cắt ứng suất cắt trong tấm chính là khả năng chịu lực của thép chéo và mối liên kết hàn

Hình 2.4

Lực cắt cho phép của mối hàn (đã nhân với hệ sô an toàn) phải tương đương ít nhất 30% cường độ chịu lực lớn nhất mà thanh chéo có thể chịu đưỢc Cường độ chịu

lưc lớn nhâ١ của thép chéo chính là giíh hạn dẻo của thép (ty) Lực giới hạn trong thanh thép chéo đưực tính theo công thức sau:

Ị)ôì với các loại panel tiêu chuẩn, khoẵng cách "a" giữa lưới và EPS là 13,16 hay

19 mm Tỉiường là 13mn٦ Khoảng các giữa EPS vũ irpng tâm lớp cốt thép có thể dưt.lc lấy là 20mm Khoảng cách thtíc “e" của tliép chéo cách giá trị cho trong bảng chỉ khodng vài mm

Bảng 2.4 Panel tỉêu chuẩn

Trong hầu hết các trường hỢp, panels loại 1 được sử dụng làm panel sàn tiêu chuẩn Tuy nhiên, theo phương ngang của tâdii sàn 3D không chịu đưỢc lực cắt Góc hỢp bởi lưới thép phủ và thép chéo trong trường hợp này là 90 nên lực cắt và moment không đưực truyền qua

Hình 2.6 Panel ĩheo pluũ/m' n^aniị

ở thế nằm ngang của panels, các thanh thép chéo và EPS tạo ra một lớp trượt giữa hai lớp bê tông Do đó độ bền cứng của iấm panel giảm đáng kể (theo phương

ngang) Bối với tấm sàn có lớp bê tông dày 50mm ở mặt trên và tấm EPS dày

4

lOOmm, moment quán tính theo phương chính là 58,333 cm /m, và theo phương ngang là 2,083 cm'؛/m Vì vậy, có thể xem tâ"m sàn 3D như cấu trúc các dầm song song theo một phương và như một sàn mỏng theo phương còn lại

Hình 2.7 Mặt cắt tương đUíTng gồm các dầm theo phương chính

và tẩm sàn mỏng theo phương ngang.

Do đó có thể thiết kế một sàn hình vuông như tấm sàn 3D làm việc một phương

2.3.1 Tính toán lực cho phép trong thanh thép chéo (chịu lực cắt)

Chiều dài tính toán (bằng 75% chiều dài thực) được sử dụng để xác định tải trọng uốn dọc

Chiều dài tính toán uốn:

Hệ sô an toàn của thép V = 1,70

chiều dài tính toán (mm);

chiều dài théo chéo giữa hai lớp bê tông (mm);

bán kính quán tính (mm);

Độ mảnh ;Module đàn hồi của thép chéo (kN/mrri؟);

dDiAG؛ Đường kính thép chéo (mm);

dEPs؛ Bề dày EPS (mm);

fk adm: ứng suất tới hạn (kN/mm^)

Nếu khoảng cách giữa hai mối hàn nhỏ thì khi tính tòán mặt cắt 3D, cớ thể xem các thanh thép chéo làm việc như giàn Tương tự như tính toán giàn, lực dất V có ứiể được xem٢ihư là thành phần lực đứng của các thanh thép chéo và có thể được tính theo các công thức sau;

٧ DIAG = ٠ lR X F ٠ i a g sin ٠،

Trường hợp panel có 200 thanh thép chéo/m^, lớp bê tông phía trên dày ít nhất 60

mm và các mối hàn rất gần với nhau (max 10 mm), có thể bỏ qua lớp bê tông phía trên trong quá trình tính toán và bù lại khoảng cách giữa hai mối hàn đưỢc xem là chiều dài tính toán an toàn Nếu khoảng cách lớn hơn (như 200 mm) thì khả năng chịu tải thật sự sẽ khác nhau rât nhiều Nếu sàn đưỢc lắp đặt bởi các tấm panel có khoảng cách giữa các thanh thép chéo lớn thì cần phải kiểm tra kĩ hơn

Khoảng cách giữa các điểm hàn lớn thì không thể xác định chắc chắn điểm nào chịu lực cắt Trong khi đó, khoảng cách các thanh thép chéo nhỏ (■bưđc 100

mm, panel loại 1 theo bảng 2.4) hoặc lớp bê tông trên mặt dày hơn, thì ít nhất theo lí thuyết cố 1 điểm giao nhau giữa các thanh thép chéo và cung nén, điểm giao nhau với cung chịu kéo không thể giả định được ngay cả khi phân tích một cách lý tưởng Vì vậy, moment uốn phải được truyền trong cung chịu kéo Nếu khoảng trôing giữa các thanh thanh chéo Iđn (bưđc 200 mm) thì không tồn tại điểm giao nhau với trục cung nén Lúc đó, trọng tâm của cung nén phụ thuộc vào

độ dầy của lớp bê tông phía trên, và trong trường hỢp đặc biệt, nó nằm cao hơn điểm giao nhau của thép chéo

KHOẢNG CẢCH THÉP CHÉO RỘNG KHOẢNG CÁCH THÉP CHÉO NHỎ

Điểm giao nhau Cung nén

Hình 2.9 Mô hình lực cắt

Lực cắt phương ngang là lổng các thành phần ngang của lực trong thép chéo Hc

và H t , v ì vậy lực cắt ngang là ;

s = I (Hc + H t )

Dựa theo quan điểm này, lực cắt cho phép có thể tính theo công thức sau ;

٧DIAG = s X z = I (Hc + Hx) X z = P o i a g X ،^٥s ٥، X iin íA G X z z: cánh tay đòn nội lực z = 0,95d Nếu lớp bê tông dày hơn, giá trị này cũng tăng lên tương ứng Vì mặt cắt hoạt động như một vòm, cánh lay đòn lý thuyết gần gối đỡ không chọn cao hơn điểm giao nhau lý thuyết của thép chéo

True của lưc nén

Không chịu tải

Lưccắt N

2.3.2.1 Đà chống cắt đúc tại công trường

2.3.2.2 Lưới thép chịu cắt

Để sử dụng lưới thép nô3 hình chữ u chịu lực cắt, cần thiết phải đặt các lưới thép hình chữ u này ở một hoặc cả hai mép tấm sàn panel Chỉ khi những lưới nối chữ u này được phủ đầy bê tông thì nó mới đảm bảo khả năng chịu lực cắt Không cần quan tâm đến ảnh hưởng của bê tông bởi vì bề rộng của vùng bê tông này râ١ nhỏ thường chỉ vài cm

Thiết kế giống như thiết kế dầm bê tông bình thường Lực chô"ng cắt do lưới nối tạo ra là:

V ADM ag X fy X z

1,75trong đó

z :xâ"p xỉ 0,95d;

l,75:hệ sô" an toàn chung

Dối với tấm sàn t؛êu chuẩn (EPS-100, lớp bê tông mặt trên бО тт) vđi

as = l,41cm9m và ty = 50 kG/crn", Ittc cát cho phép đOi vOi môi lưới nOi chữ IJ 1ة

V = 0,65 T, cO thể đặt lưoi n(؟ i chữ ٧ ở mép patiels hoặc kẹp vào phần nht) panel (rộng khoảng 5 em), ứng suất cắt trong dà bê tỗng rộng 5cm này là:

0,65

٧

bxz 5 X 0,95x18Trị số này nằm trong giới hạn cho phép (áp dụng cho tất cả các cấp bê tồng ứng suât cắt tỗi da cho phép 1؛ Т03 Khi dặt lưới nối giữa các tă'm panels, khoảng cách dặt ١

lưới phải dược lưu y khi bố tri panels

Sem

Mặt cắt A-Axem hính 3.7.,3b

Hiuh 2.13 Lưới nối gia cU( ١ mg cắt

Lướ!NỔ!G!ỮACẢCTẤMPANEt Lưới nối

-HinVi 2.14 Một cốt A-A

Vì trong hầu hết các trường hỢp, việc bổ sung thép chống cắt chỉ dặt trên diện tích nhỏ của tâm sàn nên việc sử dụng lưới nối chữ ư xem ra dễ áp dụng Dối với những trường hỢp cần cốt chịu lực cắt Idn, giải pháp thiíờng dưỢc áp dụng là đà chống cắt

Thanh giằng trong bê tông nghiêng 45٥, lực cắt ngang s (bằng đổi cung lực trên mél) đưỢc lính như công thức dưới dây khi sử dụng đà hình chữ V có hai thanh chéo:

a؛؛ X f ١ ,

s = Tx (sinrx + cosa) = 2 x —— -(sinа +cosa)

step trong đó ;

T: Lực Căn2 tromĩ thanh chéo;

as; Diện tích Cắt ngang của một thanh chéo;

step: Khoảng cách các thanh chéo

Với thanh giằng trong bê tông nghiên 45٥, sina là bê tông nén chéo và cosa là phần lực kéo trong thanh thép chéo

Lực cắt V :

Sx zV

1,75trong đó :

AV: Lực cắt không có sự tham gia của panel;

b; Bề ngang của mặt cắt bê tông Đối với đà chữ V, nó tương ứng với bề ngang giữa 2 panel ( 10-12 cm)

2.4 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CHỊU NÉN

Tât cả các bức tường 3D đều có thể thiết kế như tường chịu lực Phương pháp gần đúng được sử dụng để tính tải trọng thẳng đứng cho phép Tuy nhiên, cũng có thể tính toán tường 3D theo những tiêu chuẩn thiết kế tường bê tông cô"t thép thông thưởng Phương pháp gần đúng tính toán độ mảnh của tường thông qua cánh tay đòn nội lực thêm vào của tải trọng đứng, Độ lệch tâm thêm vào do sự thiếu chính xác trong suốt quá trình lắp dựng cũng đưỢc đưa vào tính toán, bỏ qua sự biến dạng của

từ biên, co giãn hoặc các ảnh hưởng của nhiệt độ Ngoài ra, cần phải xem xét độ lệch tâm của tâm sàn do biến dạng gây ra tại gô"i đỡ Có thể lâ"y độ lệch tâm nhỏ nhât của tường 3D nằm giữa 20 và 40 mm

Lưới thép của tường 3D là không quan trọng nên có thể bỏ qua lượng thép này

Để xác định khả năng chịu tải của mặt cắt bê tông mỏng không có cốt thép thì sử dụng một phương pháp đơn giản là tăng hệ số an toàn Có thể bỏ qua ảnh hưởng của vùng bê tông chịu kéo Trong một số trường hỢp đặc biệt, một lớp bê tông phải đủ

khả năng chịu được lực nén Bằng phương pháp gần đúng, lực nén dọc trục cho phép

N٥ (không vét uôn dọc) của mặt cắt tường 2 lớp bê tông không có thép được tính bằng các phương trình sau Các lớp bê tông cũng có thể có bề dày khác nhau

t2:Bề dày bê tông chịu nén;

s: Khoảng cách giữa điểm đặt lực đến mép vùng nén;

emax: Độ lệch tâm tối đa cho phép của tải trọng tác dụng dưới tải tác dụng;fci Cường độ nén của bê tông;

h:Tổng b ề dày tường (bêtôngBÊN TRONG + EPSbênn g o à i +bêtôngBÊN NGOÀi)·

Giá trị ki thể hiện xấp xỉ biến dạng phi tuyến của bê tông

Do các lớp bê tông rất mỏng nên chất lượng công trình sẽ bị ảnh hưởng lớn nếu quá trình lắp dựng không chuẩn xác, do đó nên áp dụng hệ số an toàn 3.0 khi dùng tường 3D

Để xác định tải trọng cho phép của mặt cắt không có cốt thép, cần thêm vào hệ sô" giảm k2 (được xác định theo phương trình (2)) để đảm bảo an toàn chống uốn dọc Theo lí thuyết giới hạn thứ hai, hệ số này đưỢc đưa vào tính toán do tính gần đúng của độ lệch tâm ngẫu nhiên và độ uô"n của tường

Độ lệch tâm lớn nhâ١ của tải trọng tác dụng quy vào trung tâm phần

ba chiều dài uô"n dưới tải tác dụng;

Giữa phần ba mặt cắt tường chịu nén;

Ac = ( ti + Í2 ) X b Diện tích bê tông cắt ngang của tường 3D;

Như vậy, lực nén cho phép:

Phương pháp này chỉ áp dụng cho tường có độ mảnh Ằ < 70

2.4.1 Uôn dọc trong trường hỢp tải trọng nhỏ

Nếu tải trọng bức tường râ١ nhỏ, có thể tăng giá trị độ mảnh lên giữa 70 và 100 Lúc này có thể bỏ qua một phần của lớp bê tông nên bán kính quán tính sẽ tăng lên

Độ lệch tâm để xác định kj là độ lệch tâm của mặt cắt nguyên vẹn Vì mặt cắt tính toán của bê tông giảm râ١ nhanh nên chỉ có thể áp dụng phương pháp này cho tải trọng rât nhỏ (tải mái)

EPS١; ؛ i r: bán kính quán tính

f: bán kính quán tính của mặt cắt đã bị giảm

Bảng 2.5 Chiều dài tính toán tối đa đề nghị của bức tường 3D (m)

2.4.2 Tường có m ặt cắt không đôì xứng

Đặc biệt đô'i với những bức tường

đúc sẩn có thể có bề dày bê tông

khác nhau ngược lại với tường được

đúc tại chỗ bằng súng phun bê tông

Trong trường hợp này, lớp bê tông

ngoài cùng phải thật mỏng Lớp bê

tông bên trong trở thành bộ phận chịu

tải của bức tường

Phương pháp trong mục này cũng

được áp dụng tương tự như tường chịu 2.17 Tường có mặt căt không đôi xứng

lực Lực nén chỉ truyền được trong lớp

bê tông Nếu lớp bê tông phía trong có bề dày hơn 10 cm thì cần tính toán theo độ lệch tâm bổ sung Nên lấy độ lệch tâm ngẫu nhiên ít nhâ١ là t2/ 10, trong đó Ĩ2 là chiều dày của lớp bê tông chịu nén Ngược lại với tường 3D có lớp bê tông mỏng, ứng suất trong tường bê tông này có dạng hình thang và tam giác

Những giá trị trung gian có thể đưỢc nội suy Bề dày Í2 luôn bằng bề dày của lớp

bê tông bên trong, độ mảnh Ằ, có thể được xác định với bán kính quán tính của tổng mặt cắt

B TÍNH TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN THỨ HAI

2.5 TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG

Giá trị bình quân của moment quán tính hiệu quả có thể áp dụng trên toàn chiều dài nhịp sàn Moment quán tính hiệu quả tùy thuộc vào moment quán tính của mặt cắt nứt và mặt cắt không nứt và tỷ lệ giữa moment nứt và moment hiện có Ngay khi thực hiện tính toán ngắn, cần phải tính ảnh hưởng của từ biến

Ví dụ:

4 1

M m a x · Moment tối đa dưới tải tác dụng;

I c r : Moment quán tính của mặt cắt nứt;

Ir : Moment quán tính ảnh hưởng

0,85fc

_ 1

t 0,85x '

y؛; Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu kéo

Độ võng lâu dài thêm vào do từ biến và co của các thành phần uôn sẽ được xác định bằng cách nhân độ võng tức thời do tải trọng gây ra với hệ số:

l+50p'trong đó:

p’: Tỷ lệ thép chịu nén As’ ở nhịp giữa đối với sơ đồ làm việc đơn giản và liên tục, còn đối với console là lượng thép chịu nén tại gối được tính theo công thức sau;

p’ = As’/bdCho phép lây hệ số ؛ do tải trọng gây ra bằng 2,0 (5 năm hoặc hơn)

Khi bỏ qua cốt thép, moment quán tính ảnh hưởng của mặt cắt có thể lấy Ie = Ig / 5 (Ig là moment quán tính của mặt cắt)

Chương 3 THIẾT KẾ NHÀ BẰNG TẤM VẬT LIỆU 3D

Hình 3.1 Sơ đồ tính sàn

Vì vậy các tấm 3D phải được gối đỡ liên tục ở những vị trí không có gối đỡ, ví

dụ như trên cửa đi có cùng chiều cao với tường, phải được thiết kế dầm chìm để chông đỡ tấm 3D

Các tấm sàn được thiết kế gối đỡ liên tục Các gối đỡ này phải đưỢc xem xét thiết kế khi các panel trong các ô sàn đưỢc bô" trí cùng chiều

Hình 3.2 Hệ thốnỊỊ sàn chống đỡ liên tục và sàn chông đỡ đơn giản.

Trong một số trường hỢp có thể nối kết tâ"m console với một tâm sàn khác Tuy nhiên trong trường hỢp này, moment cho phép của console râ١ nhỏ Nếu moment vượt quá moment cho phép, cần phải có giải pháp cần thiết Giá trị của tải tập trung tác động lên console bị giới hạn trong một khoảng nhâ"t định

3.1.2 LưỢng thép tôì thiểu

Bề dày của tấm sàn Panels tùy thuộc vào bề dày của tấm EPS ngăn cách (40 đên lOOmm) Để trọng lượng bản thân không quá nặng, bề dày lớp bê tông mặt dưới tâm sàn không quá 40-50mm Thường thường bề dày bê tông mặt trên tấm sàn từ 50 đên 60mm Nếu sàn được tính toán theo sơ đồ dầm liên tục (có xuất hiện moment âm) thì

bề dày lớp bê tông bên dưới tối thiểu phải bằng 50mm Nếu lớp bê tông bên dưới chỉ dày 40mm, tâ'm sàn được tính toán theo sơ đồ dầm đơn giản Rât khó đặt sắt gia

cố cho tâ"m sàn khi lớp bê tông mặt dưới chỉ có 40mm

Bê tông mác B25 ( cường độ fc= 175 kG/cm^) Khi sử dụng loại bê tông này thì không cần gia cố nhiều cho tâ"m sàn LưỢng sắt gia gia cường yêu cẩu tối thiểu theo công thức dưới đây:

Pm in

Ac٦١ í.^

As: Diện tích thép gia cường;

Act: Diện tích thép của vùng bê tông chịu kéo;

Kq: 0,4 đôì với mặt cắt chịu uốn;

1 đối với mặt cắt chịu kéo;

fr: Cường độ phá hoại của bê tông;

fr = 2,5 [kG/cm؛] với W2g là cường độ của khối bê tông sau 28 ngày;fs: ứng suất hiệu quả của thép

Trị số fs tùy thuộc vào đường kính và vị trí của thanh thép Cường độ sỢi thép trong panels ( 0 3,0mm, ST500) luôn có giá trị là 4000 kG/cm؛ Khi dùng thép dưới

ST500, giá trị fs không đươc lớn hơn 80% ứng suâ ١ đàn hồi ứng suất fs tùy thuộc

vào đường kính thanh thép có thể trong tra bảng

3.1.3 Tính thép ở gôì

Kích thước thực tế của thanh thép gia cường hình chữ u đặt ở gối ít nhất một nửa lượng thép lớn nhất của sàn phải neo vào gối Nghĩa là lượng thép ở gối ít nhâ١ phải bằng một nửa lượng thép giữa nhịp

Dầm bê tỏng cốt thép Sàn 3D

Hình 3.3 Sơ đổ truyền lực cắt

Hình 3.3 thể hiện các lực xuất hiện ở gối Thanh thép chéo chịu lực nén c theo góc 45٥, lực kéo T bằng với lực cắt V Sự làm việc này giống sự làm việc của tấm 3D Do đó lượng thép phải được tinh toán thiết kế chịu dưỢc lực cắt V.

Khi các tấm sàn chịu tải trọng nhỏ, lượng thép ở gối khOng được nhỏ hơn lượng thép tối thiểu ( 0 8mm, ã=25 cm)

3.1.4 Tảỉ trọng tập trung

Nếu tải trọng tập trung tác dộng lên tấm sàn 3D thl có thể thiết kế tấm sàn theo phương chinh với bề rộng ảnh hưởng lấy theo bảng 3.1 Dể thiết kế, cần phải tinh nội lực do tải trọng tập trung gây ra dựa trên nguyên tắc phân tích kết cấu thông thiíờng và phân phối chUng lên bề rộng ảnh hưởng của tấm sàn

،y'

Hììih 3.4 Tấm sàn 3D vơ،'ﺀق،' tập trung và tải phân bố.

Diện tích chịu tải trọng tập trung tăng theo hlnh tháp tùy thuộc vào bề dày sàn Tuy nhiên, khi tinh toán tải tập tnmg bề dày sàn này chỉ phụ thuộc vào bề dày của lớp bê tông mặt trên chứ không phụ thuộc vào tổng bề dày sàn Nếu nhiều tải trọng tập trung tác dộng lên cUng bề rộng ảnh hiíởng thl khi tinh todn cần phải cộng thêm nội lực diện tích ảnh hiíởng này phải chịu

Giá trị trong bảng 3.1 bị giới hạn theo diện tích chỊu tải trọng sau :

Tải trọng tập trung: Bề rộng ảnh hướng theo phương ngang

Bề rộng ảnh hưởng theo phương dọc Tẳi trọng dường: Bề rộng ảnh hưởng theo phương ngang

Bề rộng ảnh hiíởng theo phiíơng dọc Nếu vượt quá phạm vi của diện tích chịu tải trọng, phải chia tải thành nhiều tải tập trung hoặc phải tinh toán theo phương pháp chinh xác (phần tử hữu hạn)

Chiều dài X trong bảng 1 chỉ vị tri của tải trọng tập trung Ngoài nội lực theo phương chịu lực của sàn, cần phải xét theo phiíơng ngang Trong trường hỢp này các moment và lực cắt dều xuất hiện, nhiíng chUng chỉ tác dộng lên lớp bê tông mặt trên tấm sàn Khi kiểm tra tính.toán nội lực theo phương ngang thi tinh toán theo sơ dồ dơn giản Trong trương hỢp sàn có một hoặc hai dầu ngàm thl những giá trị này thiên

Bảng 3.1 Bề rộng ảnh hu^ởng của tải trọng tập trung

Đối với sàn làm việc theo sơ đồ đơn giản, moment theo phương ngang có thể tính như sau:

M, = 10trong đó:

-M؛; Moment theo phương ngang;

F; Tải trọng tập trung

Sân console

/g

Hình 3.5 Moment theo phương ngang

Nếu tải trọng tập trung tác động tại mép tự do của tấm sàn console hoặc cách đó

1 doạn dưới lg/6 thì moment Mt này phải được lấy gap đôi Moment theo phương

ngang đó tác động lên bề rộng lg/3 cốt thép gia cố cần thiết phải có chiều dài bằng 2/3 nhịp tính toán của tâ"m sàn cộng thêm đoạn neo Đối với sàn console thì lây chiều dài thép bằng 4/3 chiều dài console theo phương ngang Ngoài ra, thép gia cố theo phương chính phải được kéo dài thêm 1/3 nhịp console từ điểm đặt tải trọng và được neo bằng thép chữ u tại đầu tự do (xem hình 3.5, bên phải) Thép có sẵn của panel chịu moment âm nhỏ theo phương ngang và được bỏ qua.

ứng suâ١ cắt của tải trọng tập trung có thể được tính toán bằng tháp xuyên Do

đó, cần thiết phải đảm bảo an toàn đôi với chu vi cắt của lớp bê tông mặt trên (lớp bê tông mặt trên không bị phá hoại trong chu vi cắt) Môì liên kết với lớp bê tông mặt dưới tấm sàn không được tính đến do tính biến dạng bất lợi của các thanh thép chéo, ứng suất cắt tại mép tải trọng tập trung phải được tính toán sao cho đảm bảo an toàn đối với vùng được khoanh

Chu vi cắt chạy song song xung quanh diện tích chịu tải tập trung Chu vi cắt có bán kính r = d2/١2 tại các góc (d2 là chiều sâu ảnh hưởng của lớp bê tông mặt trên của tâm sàn) Trong trường hỢ p chịu tải trọng lớn, khoảng cách 1,5 X d2 được thêm vào chu vi cắt từ các góc (xem hình 3.6)

Lớp bê tông dày hơn

E P S -100 'EPS ٠ 50

Hình 3.7 Tấm sàn làm bằng panel mỏng

Hình 3.7 Nếu sử dụng panel có EPS mỏng hơn trong diện tích chịu tải ưọng tập trung, tải trọng tập trung cho phép sẽ tăng đáng kể Do đó có thể hạn chế rủi ro bị thủng bằng cách sử dụng tâm panel mỏng hơn, và tất nhiên là lớp bê tông phía ưên dày hơn

3 Ì j 5 Tẳỉ trọng.đường tác động theo phương chịu lực của tâm

Tương tự nhưuải trọng tập trung, moment ngang của tải trọng đường là :

qxlg

M٠ =

25

trong đó;

Ig: Chiều dài nhịp;

q: Tải phâh đường

Nếu tải trọng đường này tác động lại mép tự do của tâ"m sàn console hoặc cách

đó dưới lg/6, moment Mj này phải nhân đôi Moment ngang sẽ ảnh hưởng trên toàn

bộ nhịp sàn Giá trị moment theo phương ngang chỉ tăng trong một đoạn < lg/6 chiều dài console tính từ mép tự do Giô^ng như trường hỢp của tải trọng tập trung, cốt thép gia cố phải có chiều dài bằng 2/3 nhịp tính toán tấm sàn cộng thêm chiều dài neo Đối với sàn console thì \íy chiều thép bằng 4/3 chiều dài console theo phương ngang

2/3/g

25

Hình 3.8 Moment theo phương ngang

Ngoài ra, cũng cần phải tính lực cắt theo phương ngang Công thức dưới đây áp dụng cho trọng tải đường thẳng

Trong hầu hết các trường hỢp, các giá trị này thỏa Nếu sử dụng panel có EPS mỏng hơn trong diện tích chịu tải trọng phân bố, tải trọng phân bố cho phép sẽ tăng đáng kể Do đó có thể giải quyết vấ^n đề bằng cách sử dụng tâm panel mỏng hơn, và

tâ١ nhiên là lớp bê tông phía trên dày hơn

3.1.6 Tải trọng đường theo phương ngang tâm 3D

Tải ưọng phân bố theo phương ngang trên chiều dài nhỏ hơn 0,4 Ig phải được thiết kế như tải trọng tập trung Nếu lớn hơn 0,41g, tải trọng phải đưỢc phân ra để tính toán Trong mường hỢp tải mọng phân bố của một kết cấu cứng như tường 3D, tải đường này được chia ra làm 3 đoạn để tính toán kiểm tra, ở 2 đầu mép của tải đường, kiểm tra tâ"m như chịu tải tập trung với lực tập trung được lây bằng q X 0,4 X Ig hoặc phân nửa tổng tải

đường thẳng (xem hình 3.9) Phần tải trọng còn lại được xem là tải phân bổ liên tục Khi đó nội lực trong mặt cắt ngang chỉ được tính toán với hai tải trọng tập trung.

_

Tải phân bốq

٥٠2/gL lí

b/2 Tải tệp trung

f ”=ã 4 ٠ !q./7

b/2Ị^

b theo bảng 7.1.1 а

Hĩnh 3.9 Tủi trụnị> phân bố trực giao với hướng của panel sàn.

3.1.7 Các moment tập trung tác dụng lên sàn

Bề rộng ảnh hưởng của sàn hoặc tường phụ thuộc không chỉ vị trí của điểm đặt lực mà trong trường hỢp có nhiều moment, nó còn phụ thuộc khoảng cách giữa các moment

Tường với moment đơn Bể rộng ảnh hưởng (b ١ = 0,05 /g và h = 0,05 /g)

Bề rộng ảnh hưởng của sàn đối với moment đơn được xác định theo công thức:

b =l,6 xlg X

Ig: Chiều dài nhịp;

bpBề rộng vùng chịu tải của moment;

y; Khoảng cách gần nhât từ moment đến mép tường trong mặt phẳng chứa moment;

b,h: như hình 3.10

Nếu e > ]١6 xlg thi giá trỊ h khةng thay đổi

Bổ rộug ảuh hưứng uủa sàn đạt g؛á trị nhỏ nhất nếu moment đặt ة g؛ữa nhịp Nếu eắt bỏ một khoáng vuOng EPS tạ؛ điểm dặt moment tư(íng tự hình S.I, thi bề I'ộng i؛nh hrfdng đưực lấy bằng hai Jần giá trl b thet) cOng thứe ( ؛ ) Do đó, trone trường hỢp này, mặt cắt vuông không cổ EPS phải tương dương với tổng bề rộng ảnh hưởng.3.2.DẦM

3.2.1 Thíêt k ế dầm bằng tâm 3D

dp

rất nhỏ, sức căng nén cUa bê tông Juôn dưới

؛Cốt thép eO sấn trong tấm pane

,()5()()/()

Dể dơn giản, dường cong ứng suất sức căng của thép dược xem như tuyến

tinh Do dó an toàn vẫn đưỢc dảm bảo và cổ thể bỏ qua việc kiểm tra các tinh toánứng suất kéo của thép chéo

tương dối nhỏ, cớ thể áp dụng cách

؛Dối với mặt cắt thông thường, cốt thép pane

tinh gần dUng sau

)

dp « d-x) Giá trỊ của X giảm khỉ b ề rộng cung nén tăng và cường độ b ê tông tăng

05kG/cm2

؛à

؛Giá trỊ 0,10 d dược áp dụng vơi b ề rộng 20 cm và cường độ b ê tông

)

41cm2/m và ST500

؛,cQng như cốt thép panel thông thường (2 x

:Moment cho phép dược títih theo công thức sau

thuộc chiều cao tính toán khi bề dày sàn là 20 cm Nếu bề dày tấm sàn nhỏ hơn, kết quả sẽ thiên về an toàn.

Bảng 3.3 Moment cho phép đôì với dầm panel

không cô١ thép gia cường [Tm]

Nếu vượt quá moment cho phép, cần sử dụng thêm cốt thép Tuy nhiên, kết quả

là nội lực giảm do khả năng chịu tải của thép trong panel nhỏ hơn (vUng nén kéo dài

= giới hạn của vUng kéo) Không nên áp dụng biến dạng nén của -của bê tông (20/00) cho dầm co thể sử dụng những giá trị sau:

٠ Biến dạng nén tối da của bê tông 3.50/00

٠ Biến dạng kéo tối da của thép 50/00

٧ùng chịu kéo có thể giảm dến khoảng 60% chiều cao ảnh hưởng của dầm Do

dó, khi dp/d > 0,6 thỉ me dược lấy bằng 0,29 Moment vẫn có thể tinh gần dUng bằng 2/3 moment cho trong bảng 3.2 và 3.3 Tuy nhiên, khả nẫng chống uốn dưỢc thiết kế khi ứng suất cắt nằm trong dãy 1 theo DIN 1045 (2ل0 < ل0ا)· Nghĩa là, ứng suất kéo tối da của bê tông B15 là 5,0 kG/cm2, B25 là 7,5 kG/cm2 Nếu ứng suất cắt lớn hơn thi thép trong panel phải đủ khả năng chịu dưỢc ứng suất này

Vì khả năng chịu moment nhỏ, dầm 3D không có cốt thép gia cường chỉ dược dùng hạn chế cho lanh tô cửa di và cửa sổ với tỉ lệ giữa chiều cao và chiều dài thích hỢp Tuy nhiên^nếu tỉ lệ này vượt quá giá trị cho trong bảng 3.4 thl không thể xem lanh tô là một dầm mảnh Trong trường hỢp này, phải tinh toấn như một dầm cứng (dầm sâu)

Bảng 3.4 Chỉều cao thỉê١ kê'tốí da của dầm 3D mảnh

D ầ m đơn ٥MAX = ٥>5 X c h iề u d à i

D ầ m liê n tụ c (m é p ) ٥MAX = ٥>4 X c h iề u d à i

D ầ m liê n tục (b ê n trong) ٥MAX = ٥ ١3 X c h iề u d à i

D ầ m c o n s o le ٥MAX = l-٥ ^ c h iề u d à i

3.2.2 Dầm sâu (cứng)

Những dầm mảnh dược xem là dầm cứng nếu d/10 vuợt quá giá trị 0,5 Trong trường hỢp này d là chiều cao ảnh hưởng của dầm cứng và 0ا là khoảng cách gỉữa các điểm moment bằng 0 như khi tinh toán kết cấu thông thường Tiíơng tự, ta có bảng phân loại dầm như sau:

Bảng 3.5

3.2.3 Thiết k ế uô'n

Khi tính toán thép chịu kéo phải chú ý đến cánh tay đòn của dầm cứng có hệ số nhỏ hơn của dầm mảnh Ngoài ra, sức cáng tố^i đa của thép là 41,2 kN/cm^ Việc này trở nên đặc biệt cần thiết vì đối với dầm cứng, sự biến dạng của mặt cắt nứt sẽ dẫn đến vết nứt rộng hơn, và hệ quả là việc sử dụng sẽ bị hạn chế Vì vậy, ứng suâ١ nén

và ứng suất kéo, chiều cao vùng kéo, cánh tay đòn nội lực phải luôn dựa trên mặt cắt không bị nứt Đối với dầm cứng, có thể bỏ qua tính toán kiểm tra ứng suât nén Bảng 3.6 nêu rõ cánh tay đòn nội lực cho các loại dầm cứng khác nhau Những giá trị này dùng cho moment dương và moment âm Cánh tay đòn được tính toán bằng cách đó vẫn giữ nguyên chiều cao ảnh hưởng d = 1,0 Ig hoặc d = 2,0 Ig (đối với phần console) Số liệu ở hàng thứ hai (dầm liên tục - biên) cũng áp dụng cho moment âm

ở gối thứ nhâ١ bên trong

Bảng 3.6 Cánh tay đòn nội lực

d/lg> 1,0

z= 0,3 d (3,0 - d/lg) z= 0,60 Ig

Nhịp liên tục (biên) 0,4<d/lg< 1,0

d/lg > 1,0

z= 0 ,5 d (l,9 -d /lg ) z= 0,45 Ig

Nhịp liên tục (bên trong) 0,3 < d/lg < 1,0

d/lg>l,0

z= 0,5 d (1,8- d/lg) z= 0,40 Ig

Dầm console 0,1 < d/lg < 2,0

d/lg > 2,0

z=0,65d + 0,10d z= 0,85 Ig

Do đó cô't thép gia cường cần thiết là ;

ix V fytrong đó ;

tô n g , đ ò i h ỏ i đ ể ch ịu c á c lự c n én , vư ợt quá 5 0 m m m ỗ i b ê n , tư ờ n g p a n e l sẽ p h ả i đư ợc

th ay t h ế b ằ n g tường b ê tô n g thông thường.

ứ n g su ấ t p tại g ố i đ ỡ c ủ a d ầm cứ n g c ó th ể đư ợc tính th e o c ô n g thức dưới đây:

٧MAX

p = í١:٠íi٨— < _ _(tj+ t2 )x s 2,1

trong đó:

s: C h iều c a o g ố i đỡ s phải được ch ọn k h ô n g quá 1/5 nhịp n h ỏ nhất cạnh g ố i đỡ; 2,1: H ệ s ố a n toàn (b ê tôn g phá h o ạ i).

N g o à i ra, c ó n hữ ng tiê u ch u ẩn y ê u c ầ u k iể m tra ứ ng su ấ t k é o trong c á c thanh th é p

c h é o , ứ n g su ấ t k é o n à y k h ô n g đư ợc vư ợ t quá g iá trị tố i đa c ủ a ứ n g suâ ٦ c ắ t ch o p h é p trong m ặ t c ắ t c ố t th ép (= tos) Tương tự như d ầ m , ứ ng suâT k é o trong thanh th ép c h é o

Bô' trí cô't th ép trong d ầ m cứ ng k h á c nhau đ á n g k ể so v ớ i bô' trí c ố t th ép trong m ộ t

d ầ m bình thư ờng N g o à i ra, đ ố i v ớ i c ố t th ép ch ịu uô'n, c ầ n sử d ụ n g lưới th ép gia

cư ờ n g tố i th iể u n h ư ở m ụ c 3 2 4 B ố trí c ố t th ép x e m hình 3 1 2 v à hình 3 1 3

L ưới th é p g ia cư ờ n g tối thiểu:

• Đ ặ t c h ồ n g c á c tâm lưới th ép n ố i lê n ch ỗ g h é p n ố i c á c tâ'm p a n e l B ề d à i lưới

c h ồ n g tại vị trí v ù n g k é o p h ả i ít nhâ't 4 ô lưới, v ì v ậ y p h ần b ê n dưới củ a d ầ m cứ n g

p h ả i sử d ụ n g lưđi th ép n ố i b ề n gan g 4 5 cm

• T ả i trọng ư e o m ặ t đ á y phải được đ ả m b ả o b ở i c ố t th é p treo (c ố t đai b ò ), cốt

th é p n à y p h ả i m ở rộ n g đ ế n lg /2 từ m é p dưới v à p h ả i được n e o h o à n toàn T ĩnh tải

c ủ a bức tư ờng đ ế n độ c a o n à y được c o i là tải trọn g ư e o ở đ á y

C ố t th ép m ặ t đáy:

٠ Đ ặ t to à n b ộ c ố t th ép đ á y trên c h iề u c a o 0,1 Ig.

• Tạá khu Vực g iữ a 0,1 Ig và 0 ,3 Ig, th ê m 50% c ố t th ép ở g iữ a nhịp, như v ậ y c ó th ể

b a o g ồ m lu ô n khu vự c g ia cô' b ằ n g lưới th ép tối th iểu

٠ Đ ặ t c ố t th é p trên toàn c h iề u d à i và n e o v à o g ố i đỡ T ạ i g ố i đỡ, n ê n sử d ụ n g

th é p quai hình c h ữ u đặt n g a n g thay vì đ ặ t đứng P h ả i th iết k ế phủ lưới th ép nô'i b ê n trên và b ê n trong gô'i đỡ su ố t c h iề u dài.

• B ố trí th ê m 30% cố t thép m ặt trên tại vùng giữ a 0,1 Ig và 3 ,0 Ig, như v ậ y c ó th ể

b ao g ồ m luôn khu v ự c gia cô" bằng luới th ép tối th iể u

S à n 3 D là m v iệ c th eo 1 phương thì cần được th iế t k ế th eo sơ đ ồ d ầ m liê n tục T ạ i

c h ỗ g ố i đỡ bị g iá n đ o ạ n , c ó thể th iết k ế dầm Đ ể tránh sự b iế n d ạ n g lớ n c ủ a sàn th eo phư ơng d ầm , c h iề u d à i dầm nhỏ hơn 15 lần c h iề u n g a n g tấm sàn T rong trường hợp nhịp tính toán lớ n hơn, cần sử dụng dầm c a o hơn đ ể tránh nứt tại c á c bức tường tầng trên C ó thể sử d ụ n g dầm chìm trong tâ"m 3D đ ể tru y ền tải trọng tập trung Đ ặ c b iệ t

d ầ m hình ch ữ V h à n sẵn râ"t thích hợp cho v iệ c g ia c ố n à y và c h iề u c a o dầm c ó th ể

vư ợt quá 1/15 nhịp tính toán.

D ầ m ch ìm đư ợc th iết k ế như dầm hình ch ữ I, trong trường hỢp n à y b ề d à y củ a tâ"m s à n tương ứ n g v ớ i hai lớp bê tông M ột cá ch g ầ n đúng c ó th ể lâ y b ề rộng ảnh

hư ởng c ủ a tâ"m sà n th e o hình 3 1 4 và 3 1 5 N g o à i ra, đ ô ì v ớ i sàn 3 D , b ề rộ n g v ù n g c ó

n io m e n t dương và â m đ ều g iố n g nhau B ề rộng đó đưỢc tính th eo c ô n g thức:

b M = b x ư ờ n g + 2 X 0,1 X Ig

B ề rộ n g ả n h hư ởng củ a tấm sàn đ ối v ớ i m ộ t dầm ch ìm th e o phư ơng chịu tải đư ợc

x á c định th e o c á c h tương tự T uy n h iên , b ề rộng dầm phải b ằ n g b ề rộn g bức tư ờng

T ron g trường hỢp b ề rộng d ầm lớn, những giá trị trong b ả n g 3.1 k h ô n g được vượt qua m à k h ô n g c ó tính toán k iể m tra chính x á c Trong cả hai trường hỢp, m ô ì n ố i

chô"ng c ắ t v ớ i c á c lớ p b ê tôn g phải đưỢc đảm b ảo b ằ n g c á c h g ia cư ờ n g th êm cô ١ th é p (như lưới n ô ì).

3 3 T H IẾ T K Ế T Ư Ờ N G

C á c bứ c tư ờng 3 D P a n els c ó th ể được x á c định như là tư ờng ch ịu lự c Đ iề u k iệ n

cơ b ản củ a tư ờ n g ch ịu lực 3 D là;

• Đ ộ m ả n h X k h ô n g được vượt quá 70.

٠ M á c b ê tô n g k h o ả n g 3 0 0 kG/m^.

C á c lớ p b ê tô n g phải d ày ít nhất 4 0 m m (m ặt trong) và 5 0 m m (m ặt n g o à i).

T ư ờ n g đư ợc x e m như d ầm đơn giản trong m ột s ố trường hợp M ố i n ố i tường v đ i sàn đư ợc th iế t k ế k h ô n g chịu m om ent M ô m en c h ố n g u ố n s ẽ tác đ ộ n g lê n k ế t c â u

k h u n g c ủ a c ô n g trình T ường 3D không được th iết k ế đ ể chịu nhữ ng m o m e n t lớn

N ế u chịu những m o m e n t lớn thỉ phải đặt th êm th ép ch o tấm 3 D , v à đ iề u đó s ẽ là m

tă n g g iá thành củ a c ô n g trình Những m o m en t nhỏ c ó th ể truyền th eo th ép c ó sẵn

đ ế n g ố i sà n v à g â y th ê m m ột độ lệch tâm b ổ sung ch o tải trọng d ọ c trục.

3.3.1 Xác định chiều dài tính toán và độ lệch tâm

Đ iể m th en c h ố t c ủ a th iết k ế bức tường là x á c định b ề d à i tính to á n c ủ a nó (b ề d à i

h iệ u q u ả ) T rong m ọ i trường hỢp tính toán th eo E uler chỉ x ả y ra m ộ t ư o n g 4 sơ đồ cơ

b ả n , sơ đ ồ 2 v à 3 ít khi x ả y ra trên thực tế T hường áp d ụ n g sơ đ ồ 1 và sơ đồ 4.

Trường hợp 1 Trường hợp 2 Trường hợp 3 Trường hợp 4

Đ ô l v ớ i c h iề u d à i tính toán này, độ m ảnh là : A = Ige/r

G iá trị r là b án kính quán tính của bức tường Phương pháp gần đ ú n g ch ỉ c ó th ể áp

d ụ n g trong những trường hỢp độ mảnh bức tường X < 70 N ế u độ m ản h thực t ế lớn hơn

7 0 , c ó v à i c á c h th iết k ế đ ể giải q u yết vân đ ề này m à không gia tăng b ề d ày tấm 3D

Đ ộ lệ c h tâm e là m ộ t tham s ố khác đ ể tra b iể u đồ Đ ộ lệ c h tâ m là k h o ả n g c á c h

g iữ a đ iể m đ ặ t tải trọn g và trọng tâm m ặt cắ t Đ ộ lệ c h tâm n à y b a o gồm :

T ro n g c ô n g thức n à y h là tổng b ề dày củ a bức tường N h ữ n g b ứ c tường c a o hơn

3 ,0 m , đ ộ lệ c h tâ m s ẽ tăng theo tỷ lệ V ì v ậ y , trong hầu h ế t c á c trường hỢp c ó th ể

lâ y đ ộ lệ c h tâm là 3 0 m m

Đ ố i v ớ i nhữ ng bức tường như hình 3 1 7 , tải trọ n g tác đ ộ n g x e m như đ ặ t tại trọng tâm lớ p b ê tô n g ch ịu tả i (h ầu h ế t là lớp trong) T ro n g trường hỢp đ ặ c b iệ t n à y khi sử

d ụ n g tấ m c ó b ề d à y b ê tô n g k h á c nhau thì khả n ă n g c h iu tả i s ẽ tăn g rõ rệt n ế u so

N h ờ m ố i liê n k ế t cứ n g g iữ a tư ờng v à c á c b ộ p h ậ n x u n g quanh (sà n h o ặ c m ó n g )

c h iề u d à i tính to á n c ó th ể g iả m 6 0 - 80% c h iề u c a o bứ c tư ờ n g C h iề u d ài tính toán phụ th u ộc đ ộ c ứ n g c ủ a c á c b ộ p h ậ n m à n ó k ế t n ố i C h iề u d à i tính to á n Ige củ a tâ'm

3 D c ó th ể tính g ầ n đ ú n g như sau;

T ruờ ng hỢ p ; N g à m m ộ t đầu

Ige = 0 ,9 X C h iề u d à i tự do.

M ộ t bứ c tư ờng c ó m ộ t tâ m sà n 3 D h o ặ c sà n b ê tô n g ở trên , c h iề u c a o th ô n g tầng

c ó th ể đưỢc x e m nh ư là c h iề u d à i tự do.

3.3.3 Tường giao nhau

Chiều dài tính toán Ige của bức tường 3D có thể giảm khi có tường cứng cắt ngang Những bức tường cứng phải được xây dựng bằng tường 3D hoặc tường bê tông, khoảng cách tối đa giữa các bức tường là 8 m, (hoặc 12 m nếu có tấm sàn 3D hoặc sàn bê tông cốt thép ở trên) Chiều dài của tường cứng ít nhất bằng 1/5 chiều cao

Hình 3.19 Mặt cắt ngang cửa tường cứng

Trong cả hai trường hỢp /g٧ là chiều dài tự do của tường không có tường cứng cắt ngang Nếu có khoảng trố٠ng vượt quá 1/3 của chiều cao bức tường (hình 3.20) thì bức tường này phải được xem là không liên tục, vì vậy chúng phải được tính toán như trường hỢp tường tự do một đầu như hình 3.19 (dưới)

^g٧

Hình 3.20 Tường cỏ khoảng trống vượt quá 1/3 của chiều cao bức tường.

Chương 4 CÔNG TRÌNH 3D DÚC SẴN

4.1 GIỚI THIỆU

Có nhiều câch thiết kế khâc nhau câc thănh phần ấc sẩn bằng tấm 3D để lăm tường vă săn Tường đúc sẩn phải đảm bảo đứng chiều dăy thiết kế Tường ngoăi có lớp bí tOng mặt trong dăy hơn dược sử dụng cho câc công trinh có săn dUc sẩn Chiều dăi săn dặt lín gối dơ không dưới 10 - 12 cm Toăn bộ tuờng dược sản xuất tại xưởng bí tông dUc sẵn, sau dó từng khối tường sẽ dược chuyển tđi công trường Dể vận chuyển dễ dăng, chiều dăi bức tường hạn chế ở mức 12-I4m Tuy nhiín, trong trường hợp năy, do tường dưỢc lăm bằng bí tông thường nín trọng lượng của nó sẽ rất nặng VI vậy, nín sử dụng bí tông nhẹ vă tđng độ dăy của câc lớp bí tông

Hlnh dạng vă kích cơ của tấm sần nền khOng cho phĩp vận chuyển như một tấm lớn nín phải dược chia thănh nhiều tấm với bề ngang tối da 2 - 2,5rn Chỉ có mặt dưới tấm săn dược đổ bí tông tại nơi sản xuất (thănh phần bân tiền chế, nửa tấm săn) Chất lượng bí tông của câc thănh phần dúc sẩn năy dễ kiểm tra hơn chất lượng

bí tông phun/trât tại hiện trương Lớp bí tông mặt trín tấm săn luôn dược đổ tại hiện ưường

4.2 TƯỜNG ĐÚC SẨN

4.2.1 Vật liệu

Bí tông nhẹ có cường độ kĩm hơn bí tông thường Dặc biệt lă bí tông thật nhẹ (bí tông ga, bí tông foam) thường có cường độ 50 dến 100 kG/cm2 Trong trường hợp năy tường dược tinh như một tấm tường bí tông phẳng Dối với bí tông có cường độ thấp (cường độ chỉ dạt dến 100 kG/cm^), hệ số an toăn nín lấy lă 3.5 Việc hạn chế sử dụng bí tông nhẹ tùy thuộc văo quy định của từng dịa phương

Khả năng chịu tải của tường hai lớp bí tông bằng bí tông Β5 sẽ dược tinh toân

kiểm tra cấu tạo tương ứng với hlnh 3.2 Dể.thi công công trinh vă chống ăn mòn,

bề dăy tối thiểu lớp bí tông bín ngoăi phải lớn hơn bằng 6 cm

4.2.2 Chi tỉết lắp ghĩp

Tường chịu tải phải dược lắp râp bằng bu lông hoặc câc bộ phận liín kết khâc (hlnh 4.1) để dạt yíu cầu về độ cứng Trín tường phải lăm sẩn lỗ liín kết, câc lỗ năy sau khi lắp dựng phải dược phun bí tông văo, câc chỗ nối phải bảo dảm thật

chắc chắn Đối với các bức tường nhẹ hổn trong (tường khống chịu lực), chỉ cần xẻ rãnh trên tường.

Sàn phải có các dầm vòng Với tâm sàn làm việc theo 2 phương được đổ tại chỗ, chỉ cần dùng 2 sỢi thép 0 8mm làm dầm vòng Nếu sử dụng tấm sàn đúc sẩn, cốt thép tối thiểu của dầm vòng là 4 sợi thép 0 8 mm

Đặt panel quanh góc 3ẽ tông

Bu lông liên kết / Tản 3D

/ 3é tống

Hình 4.1 Khả năng ráp nối tường tiền chế (mặt bằng cửa bức tường)

Hình 4.2 Sơ đổ cấu tạo tường 3D đúc sẵn với bên tông nhẹ

Tính toán giông như thành phần chịu nén Độ lệch tâm trong mặt phẳng nằm về bên trục của lớp bê tông trong, vì vậy, phân phối ứng suâ١ được xét chủ yếu ở lớp bê tông này Độ lệch tâm ngẫu nhiên đối với trục trọng tâm lây bằng 1/10 bề dày lớp

bê tông bên trong