Thực tế thiết kế sàn tầng điển hình

CHƯƠNG III:SÀN THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH. I. CHỌN LOẠI VẬT LIỆU. -Sử dụng bêtông mác 250: Rn = 110 (Kg/cm2) Rk = 8.8 (Kg/cm2) E = 2,65x105 (Kg/cm2) - Thép AI: Ra = 2100 (Kg/cm2) II. BỐ TRÍ DẦM, SÀN VÀ PHÂN LOẠI Ô SÀN. Bảng phân loại ô sàn. STT Phân loại sàn Kích Thước L2 / L1 Loại Bản L2(m) L1(m) 1 S1 6.0 6.0 1 Làm việc 2 phương 2 S2 6.0 5.4 1.111 Làm việc 2 phương 3 S3 6.0 4.2 1.429 Làm việc 2 phương 4 S4 6.0 3.5 1.714 Làm việc 2 phương 5 S5 5.4 3.5 1.543 Làm việc 2 phương 6 S6 4.2 3.5 1.2 Làm việc 2 phương 7 S7 6.0 3.0 2 Làm việc 2 phương 8 S8 3.5 1.0 3.5 Làm việc 1 phương 9 S9 6.0 1.0 6 Làm việc 1 phương III. CẤU TẠO BẢN SÀN VÀ CHIỀU DÀY BẢN SÀN. 1) Chọn bề dày bản sàn: - Chọn bề dày sàn : Với m = 40 ÷ 45.(Hệ số phụ thuộc vào loại bản sàn, đoiá với bản kê 4 cạnh). -Chọn m=42 cho các sàn S1 , S2 , S3 ; -Chọn m=40 cho các sàn S4 , S5 , S6 , S7 , S8 . -D = 1,0 : do tải trọng không lớn. -L1 : cạnh ngắn của ô bản sàn Chiều dày của các loại bản được xác định sơ bộ như bảng sau: STT LOẠI SÀN l1 (Cm) (Cm) hb-chon (Cm) 1 S1 600 14.29 150 2 S2 540 12.86 150 3 S3 420 10 100 4 S4 350 8.75 100 5 S5 350 8.75 100 6 S6 350 8.75 100 7 S7 300 7.5 100 8 S8 100 2.5 100 9 S9 100 2.5 100  2) Cấu tạo các ô sàn S3 -> S9: Các ô sàn S1 và S2 được cấu tạo tương tự ô sàn S3, chỉ khác bản BTCT có chiều dày là 150 mm. IV. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÁC Ô SÀN. (Tra sách Sổ Tay Thực Hành Kết Cấu Công Trình của thầy Vũ Mạnh Hùng/trang 38 ÷ 44,hoặc TCVN 2737- Tải trọng và tác động/ trang 12 ÷ 14). 1) Hoạt tải :P Lấy hoạt tải chung cho tất cả các loại ô sàn:Pc=300 (Kg/m2).n=1.2 P=300x1.2=360 (Kg/m2) 2) Tĩnh tải :G Trọng lượng tường xây trên sàn được xác định tưong đối như sau : Gt = (Ft x gt)/(L1xL2). Với gt =180 Kg/m2, theo bản vẽ kiến trúc thì mỗi ô sàn chứa khoảng 20 m2 tường. vậy Gt = (20x1800)/(6.0x6.0)=100 Kg/m2 Sàn phòng khách , phòng ngủ, bếp, ban công, hành lang, WC.(Sàn tầng 2). STT CẤU TẠO SÀN S1 , S2 A (Cm) (Kg/m3) n gi (Kg/m2) 1 Gạch bông 2,0 1800 1,2 43,2 2 Lớp vữa lót 2 1600 1,3 41,6 3 Bản BTCT 15 2500 1,1 412.5 4 Lớp vữa trát trần. 2 1600 1,3 41,6 5 Trọng lượng tườngxây trên sàn tính tương đối 100 Tổng cộng 639 STT CẤU TẠO SÀN S3,S4,S5,S6,S7.S8, S9 A (Cm) (Kg/m3) n gi (Kg/m2) 1 Gạch bông 2,0 1800 1,2 43,2 2 Lớp vữa lót 2 1600 1,3 41,6 3 Bản BTCT 10 2500 1,1 375 4 Lớp vữa trát trần. 2 1600 1,3 41,6 5 Trọng lượng tường xây trên sàn tính tương đối 100 Tổng cộng 502 Tổng tải tác dụng lên sàn: q = P + G. Tổng tải trọng tác dụng lên các sàn gồm tĩnh tải và hoạt tải. STT LOẠI SÀN g(Kg/m2) p(Kg/m2) q(Kg/m2) 1 S1, S2 639 360 999 2 S3, S4,S5, S6, S7, S8, S9 502 360 862 3) Xác định nội lực trong bản. a) Chọn sơ bộ tiết diện dầm. + Đối với dầm có nhịp 6.0m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd1 = l1 = ðChọn hd1=50 Cm bd1 = hd1 = ðChọn bd1=30 Cm + Đối với dầm có nhịp 5.4m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd2 = l1 = ðChọn hd2=45 Cm bd2 = hd1 = ðChọn bd2=30 Cm + Đối với dầm có nhịp 4.2m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd3 = l1 = ðChọn hd3=35 Cm bd3 = hd1 = ðChọn bd3=25 Cm + Đối với dầm có nhịp 3.5m: chọn sơ bộ dầm theo công thức sau: hd4 = l1 = ðChọn hd4=30 Cm bd4 = hd1 = ðChọn bd4=25 Cm b) Xác định nội lực cho các loại ô sàn: Tuỳ theo liên kết giữa các ô bản với dầm là ngàm hay tựa đơn mà ta có các loại sơ đồ tính khác nhau : b.1) Loại ô sàn 1: Đối với các dầm có nhịp 6.0m theo phương trục chữ như :A-B; B-C; C-D; E-F; F-G; G-H và theo phương trục số như :1-2; 2-3; 3-4 có chiều cao hd1=50 Cm Xét tỉ số: ð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 1 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.0179x999x6x6=644 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.0179x999x6x6=644 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.0417x999x6x6=1500 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.0417x999x6x6=1500 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6.5/6.5=1. lấy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.2) Loại ô sàn 2: Đối với các dầm có nhịp 6.0m theo phương trục chữ như :C-D; E-F; và 5.4m theo phương trục số như :5-6 lần lược có chiều cao hd1=50 Cm hd2=45 Cm Xét tỉ số: vàð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 2 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.0195x999x6x5.4=631 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.0159x999x6x5.4=515 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.0452x999x6x5.4=1463 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.0387x999x6x5.4=1253 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6.0/5.4=1.11 nội suy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.3) Loại ô sàn 3: Đối với các dầm có nhịp 6.0m theo phương trục chữ như :C-D; E-F; và 4.2m theo phương trục số như :4-5 lần lược có chiều cao hd1=50 Cm hd3=35 Cm Xét tỉ số: vàð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 3 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.0201x862x6x4.2=437 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.0103x862x6x4.2=224 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.0471x862x6x4.2=1023 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.023x862x6x4.2=500 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6.0/4.2=1.43 nội suy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.4) Loại ô sàn 4: Đối với các dầm có nhịp 3.5m theo phương trục chữ như :D-E và 6.5m theo phương trục số như :1-2; 2-3; 3-4 lần lược có chiều cao hd4=30 Cm hd1=50 Cm Xét tỉ số: vàð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 3 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.02x862x6x3.5=362 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.00676x862x6x3.5=122 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.0436x862x6x3.5=789 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.0149x862x6x3.5=270 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6.0/3.5=1.714 nội suy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.5) Loại ô sàn 5: Đối với các dầm có nhịp 3.5m theo phương trục chữ như :D-E và 5.4m theo phương trục số như :5-6 lần lược có chiều cao hd4=30 Cm hd2=45 Cm Xét tỉ số: vàð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 3 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.02063x862x5.4x3.5=336 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.0087x862x5.4x3.5=142 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.046x862x5.4x3.5=749 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.02x862x5.4x3.5=326 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=5.4/3.5=1.543 nội suy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.6) Loại ô sàn 6: Đối với các dầm có nhịp 3.5m theo phương trục chữ như :D-E và 4.2m theo phương trục số như :4-5 lần lược có chiều cao hd4=30 Cm hd3=35 Cm Xét tỉ số: vàð ð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 3 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.0204x862x4.2x3.5=259 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.0142x862x4.2x3.5=180 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.0468x862x4.2x3.5=593 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.0325x862x4.2x3.5=412 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=4.2/3.5=1.2 nội suy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.7). Loại ô sàn 7: Đối với các dầm có nhịp 3m theo cạnh phương trục chữ như :C-D và 6m theo phương trục số như :3-4 lần lược có chiều cao hd4=30 Cm hd1=50 Cm Xét tỉ số: vàð liên kết giưã dầm với sàn là liên kết ngàm theo chu vi dầm bao quanh.Tính bản sàn ô 3 làm việc 2 phương theo sơ đồ 9: SƠ ĐỒ TÍNH BẢN LÀM VIỆC HAI PHƯƠNG ( SƠ ĐỒ 9). Tải trọng tác dụng lên diện tích ô bản: P = q x l1 x l2 - Momen giữa nhịp theo phương cạnh ngắn : M1 =m91 x P M1= 0.0183x862x6x3=284 (Kg.m) - Momen giữa nhịp theo phương cạnh dài : M2 =m92 x P M2= 0.0046x862x6x3=71 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh ngắn : MI =k91 x P MI= 0.0392x862x6x3=608 (Kg.m) - Momen ở gối theo phương cạnh dài: MII=k92 x P MII= 0.0098x862x6x3=152 (Kg.m) (Với m91, m92, k91, k92 € L2/L1=6/3=2 nội suy từ bảng tra trong sách Bê Tông 3 cuả thầy Võ Bá Tầm.trang 278 phụ lục 12). b.8) Loại ô sàn 8: Xét tỉ số L2/L1=3.5/1=3.5 ð Bản sàn làm việc 1 phương.cắt theo phương cạnh ngắn 1m để tính .liên kết giữa dầm với sàn là liên kết ngàm. * Mô men Mg=qL2/2=862x12/2=431 (Kg.m) . b.9) Loại ô sàn 9: Xét tỉ số L2/L1=6/1=6 ð Bản sàn làm việc 1 phương.cắt theo phương cạnh ngắn 1m để tính .liên kết giữa dầm với sàn là liên kết ngàm. * Mô men Mg=qL2/2=862x12/2=431 (Kg.m) . 4) Kiểm tra độ võng sàn: a) Ô sàn 1 phương: ô S9: (1x6)m Điều kiện: f < {f} {f} = l1 / 200 = 1000/200 = 5 (mm) f = M: momen (kGm) Eb = 2.65x105 (kG/cm2) (M250) h = 100 mm: chiều dày sàn à f = = 0.045(cm) = 0.45 (mm) à f < {f} (thỏa) b) Ô sàn 2 phương: ô S1: (6x6)m {f} = 6000/200 = 30 (mm) f = M: momen (kGm) Eb = 2.65x105 (kG/cm2) (M250) h = 150 mm : chiều dày sàn à f = = 0.76(cm) = 7.6 (mm) à f < {f} (thỏa) Ta kiểm tra ô sàn 1 phương, 2 phương có kích thước lớn nhất điều thỏa, suy ra tất cả các ô sàn còn lại điều thỏa điều kiện về độ võng. 5) Tính thép cho các loại ô sàn: * Nguyên lý tính toán cốt thép : -Cắt một dãy có bề rộng là b=1m tính toán. -Chọn bê tông mác 250, có Rn=110 Kg/cm2; thép có Ra=2100 (Kg/cm2), Þ ao=0.58 Þ Ao=0.412. chọn abv=2 Cm A= a= Fa = chọn thép Þ Fachọn 0.01% < m% =< 0.9% Tính thép cho các loại ô sàn được thể hiện trong bản sau: Loại ô sàn MO MEN (Kg.m) b (Cm) h (Cm) ho (Cm) A α Fatính (Cm2) Fachọn(Cm2) µ (%) 1 Nhịp1 644 100 15 13 0.035 0.035 2.40 Þ8a200_(2.52) 0.19 Nhịp2 644 100 15 13 0.035 0.035 2.40 Þ8a200_(2.52) 0.19 Gối1 1500 100 15 13 0.081 0.084 5.74 Þ12a190_(5.95) 0.46 Gối2 1500 100 15 13 0.081 0.084 5.74 Þ12a190_(5.95) 0.46 2 Nhịp1 631 100 15 13 0.034 0.035 2.35 Þ8a200_(2.52) 0.19 Nhịp2 515 100 15 13 0.028 0.028 1.91 Þ8a250_(2.012) 0.15 Gối1 1463 100 15 13 0.079 0.082 5.59 Þ12a200_(5.66) 0.44 Gối2 1253 100 15 13 0.067 0.07 4.76 Þ8a100_(5.03) 0.39 3 Nhịp1 437 100 10 8 0.062 0.064 2.69 Þ8a180_(2.79) 0.35 Nhịp2 224 100 10 8 0.032 0.032 1.36 Þ8a250_(2.012) 0.25 Gối1 1023 100 10 8 0.145 0.158 6.61 Þ12a170_(6.65) 0.83 Gối2 500 100 10 8 0.071 0.074 3.09 Þ8a160_(3.14) 0.39 4 Nhịp1 362 100 10 8 0.051 0.053 2.21 Þ8a200_(2.52) 0.32 Nhịp2 122 100 10 8 0.017 0.017 0.73 Þ8a250_(2.012) 0.25 Gối1 789 100 10 8 0.112 0.119 4.99 Þ10a100_(5.23) 0.65 Gối2 270 100 10 8 0.038 0.039 1.64 Þ8a250_(2.012) 0.25 5 Nhịp1 336 100 10 8 0.048 0.049 2.05 Þ8a250_(2.012) 0.25 Nhịp2 142 100 10 8 0.02 0.02 0.85 Þ8a250_(2.012) 0.25 Gối1 749 100 10 8 0.106 0.113 4.72 Þ8a100_(5.03) 0.63 Gối2 326 100 10 8 0.046 0.047 1.99 Þ8a250_(2.012) 0.25 6 Nhịp1 259 100 10 8 0.037 0.037 1.57 Þ8a250_(2.012) 0.25 Nhịp2 180 100 10 8 0.026 0.026 1.09 Þ8a250_(2.012) 0.25 Gối1 593 100 10 8 0.084 0.088 3.69 Þ8a130_(3.87) 0.48 Gối2 421 100 10 8 0.06 0.062 2.59 Þ8a190_(2.65) 0.33 7 Nhịp1 284 100 10 8 0.04 0.041 1.73 Þ8a250_(2.012) 0.25 Nhịp2 71 100 10 8 0.01 0.01 0.42 Þ8a250_(2.012) 0.25 Gối1 608 100 10 8 0.086 0.09 3.79 Þ8a160_(3.14) 0.39 Gối2 152 100 10 8 0.022 0.022 0.91 Þ8a250_(2.012) 0.25 8 Gối 431 100 10 8 0.061 0.063 2.65 Þ8a190_(2.65) 0.33 9 Gối 431 100 10 8 0.061 0.063 2.65 Þ8a190_(2.65) 0.33 Chi tiết bố trí thép cho sàn tầng điển hình được thể hiện trong bản vẽ KC-3/7 šš&œœ