Tính toán thiết kế sàn tầng điển hình

PHAÀN II KEÁT CAÁU CHÖÔNG 2 TÍNH SAØN TAÀNG ÑIEÅN HÌNH 1/Kích thöôùc sô boä tieát dieän 1.1 Chieàu daøy baûn saøn choïn sô boä theo coâng thöùc sau : Ñaây laø coâng trình nhaø daân duïng neân theo tieâu chuaån TCVN ta coù Trong ñoù: D = 0.81.4 heä soá kinh nghieäm phuï thuoäc hoaït taûi söû duïng = 30 35 ñoái vôùi baûn loaïi daàm ; = 40 45 ñoái vôùi baûn keâ boán caïnh ; laø nhòp caïnh ngaén cuûa oâ baûn Ñoái vôùi nhaø daân duïng thì chieàu daøy saøn toái thieåu laø Choïn oâ saøn S10 (6.7x5.4) laø oâ saøn coù kích thöôùc caïnh ngaén lôùn nhaát laø oâ saøn ñieån hình ñeå tính toaùn chieàu daøy saøn =10 cm Vaäy choïn =10 cm cho toaøn saøn ,nhaèm thoaû maõn truyeàn taûi troïng ngang cho caùc keát caáu Kyù hieäu Chieàu daøy saøn (cm) Caïnh ngaén (m) Caïnh daøi (m) Tæ soá Dieän tích (m) Loaïi saøn S1 10 4 5 1.51 29.815 Baûn keâ boán caïnh S2 10 4 6 1.12 22.25 Baûn keâ 4 caïnh S3 10 4 5 1.51 29.815 Baûn keâ 4 caïnh S4 10 4 6 1.10 20.88 Baûn keâ 4 caïnh S5 10 4 5 1.12 22.25 Baûn keâ 4 caïnh S6 10 4 5 1.51 29.815 Baûn keâ 4 caïnh S7 10 4 6 3.35 13.4 Baûn keâ 4 caïnh S8 10 1.4 6 1.46 4.628 Baûn loaïi daàm S9 10 1.8 2.6 1.24 36.18 Baûn keâ 4 caïnh S10 10 5.4 6 3.57 7 Baûn keâ 4 caïnh S11 10 1.1 5 4.50 6.48 Baûn loaïi daàm S12 10 1.4 5.4 1.51 29.815 Baûn loaïi daàm 1.2 Choïn sô boâï tieát dieän daàm : Chieàu cao daàm döôïc löïa choïn sô boä theo coâng thöùc sau: Trong ñoù: : heä soá phuï thuoäc vaøo tính chaát khung vaø taûi troïng = 8 ÷10: ñoái vôùi daàm chính,khung 1 nhòp ; = 10 ÷12: ñoái vôùi daàm lieân tuïc khung nhieàu nhòp; : nhòp daàm; Beà roäng daàm ñöôïc choïn theo coâng thöùc Kích thöôùc tieát dieän daàm döôïc trình baøy trong baûng Loaïi daàm Kí hieäu Nhòp daàm (m) Hệ số Chieàu cao (m) Beàroäng (m) Choïn tieát dieän DC1 8 12 0.742 0.247-0.495 30x70 DC2 8 12 0.725 0.241-0.482 30x70 DAÀM DC3 8 12 0.725 0.241-0.482 30x70 CHÍNH DC4 8 12 0.725 0.241-0.482 30x70 DC5 8 12 0.742 0.185-0.371 30x70 DC6 8 12 0.725 0.241-0.482 30x70 DC7 5.4 12 0.45 0.15-0.30 30x70 DP1 6 16 0.419 0.14-0.28 25x40 DAÀM DP2 5 16 0.312 0.104-0.208 25x40 PHUÏ DP3 6 16 0.419 0.14-0.28 25x40 DP4 5 16 0.312 0.08-0.156 25x40 DP5 6 16 0.419 0.14-0.28 25x40 DP6 5 16 0.312 0.104-0.208 25x40 DP7 5 16 0.3 0.10-0.20 25x40 DP8 5 16 0.3 0.10-0.20 25x40 DP9 5 16 0.3 0.10-0.20 25x40 DP10 5.4 16 0.338 0.113-0.226 10x30 DP11 6 16 0.419 0.104-0.208 25x40 2 /Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng leân baûn saøn : Caùc tröôøng hôïp taûi troïng 2.1 Taûi troïng thöôøng xuyeân Goàm troïng löôïng caùc lôùp caáu taïo Gg= Trong ñoù: * troïng löôïng baûn thaân lôùp caáu taïo thöù i * troïng löôïng baûn thaân lôùp caáu taïo thöù i * troïng löôïng baûn thaân lôùp caáu taïo thöù i Keát quaû tính toaùn theå hieän trong baûng STT Caùc lôùp caáu taïo saøn Chieàu daøy δ(cm) g(daN/m2) g (daN/m2) n 1 Gaïch Ceramic 1 2000 20 1.1 2 Vöõa loùt 3 1800 54 1.3 3 Baûn saøn BTCT 10 2500 250 1.1 4 Lôùp vöõa traùt 1.5 1800 27 1.3 Toång troïng löôïng caùc lôùp caáu taïo 402.3 2.2/ Taûi troïng taïm thôøi (hoaït taûi) Taûi troïng tieâu chuaån phaân boá treân saøn laáy theo tieâu chuaån “taûi troïng vaø taùc ñoäng ,TCVN 2737-1995 “ Trong ñoù : * : Taûi troïng tieâu chuaån laáy theo TCVN 2737-1995; * : heä soá ñoä tin caäy theo 4.4.3 TCVN 2737-1995; p tc ≤ 200kG/m 2 ⇔ n p =1.3; p tc > 200kG/m 2 ⇔ n p =1.2; Theo 4.4.3 TCVN 2737-1995 ;khi tính toaùn saøn ,taûi troïng toaøn phaàn trogn baûng 3 döôïc giaûm nhö sau Ñoái vôùi caùc phoøng neâu ôû muïc 1,2,3,4,5 baûng 3 nhaân vôùi heä soá ψA1 (A> A1 = 9m2) Ñoái vôùi caùc phoøng neâu ôû muïc 3,7,8,10,12,14 baûng 3 nhaân vôùi heä soá ψA2 (A> A2 =36 m2) Trong ñoù : A laø dieän tích chòu taûi () hoaït taûi cho trong baûng sau Kyù hieäu Coâng naêng söû duïng Muïc(TCVN 27371995) Dieän tích (m2) Heä soá ψA Hoaït taûi tieâu chuaån ptc (daN/m2) n Hoaït taûi toaøn phaàn ptt (daN/m2) S1 Phoøng nguû 1 22.25 0.782 150 1.3 152.5 S2 Phoøng nguû, phoøng taém 2 29.82 0.730 150 1.3 142.4 S3 Beáp ,phoøng taém 2 22.25 0.782 150 1.3 152.5 S4 Phoøng khaùch 2 29.82 0.730 150 1.3 142.4 S5 Phoøng nguû,phoøng taém 1;2 20.88 0.794 150 1.3 154.8 S6 Phoøng khaùch ,beáp 2;3 22.25 0.782 150 1.3 152.5 S7 Phoøng beáp 3 29.82 0.730 150 1.3 142.4 S8 Phoøng khaùch 2 13.4 0.892 150 1.3 174 S9 Haønh lang 15 4.63 1.000 300 1.2 360 S10 Saûnh 15 36.18 1.000 300 1.2 360 2.3/ Troïng löôïng töôøng ngaên: Troïng löôïng töôøng ngaên treân saøn ñöôïc quy ñoåi thaønh taûi troïng phaân boá ñeàu treân saøn. Taûi troïng töôøng ngaên coù xeùt ñeán söï giaûm taûi (tröø ñi 20% dieän tích loã cöûa) Trong ñoù : n : heäï soá ñoâï tin caäy ,n=1,3 ; : chieàu daøi töôøng ; : chieàu cao töôøng ; : troïng löôïng dôn vò tieâu chuaån ; =180 (daN/m2) (töôøng gach 100) A dieän tích oâ saøn Keát quaû tính cho bôûi baûng Kyù hieäu Dieän tích saøn (m2) Chieàu daøi töôøng (m) Chieàu cao töôøng (m) Troïng löôïng töôøng Troïng löôïng töôøng coù giaûm 80% n Troïng löôïng töôøng quy ñoåi S1 22.25 3.3 3.2 180 144 1.3 88.85 S2 29.82 6.6 3.2 180 144 1.3 132.58 S3 22.25 10.9 3.2 180 144 1.3 293.46 S4 29.82 2.3 3.2 180 144 1.3 46.20 S5 20.88 9 3.2 180 144 1.3 258.21 S6 22.25 4.6 3.2 180 144 1.3 123.85 S7 29.82 5.2 3.2 180 144 1.3 104.46 S8 13.4 1.8 3.2 180 144 1.3 80.47 S11 7 1.2 3.2 180 144 1.3 102.69 S12 6.48 1.0 3.2 180 144 1.3 92.44 3 Tính toaùn oâ saøn 3.1 tính toaùn caùc oâ baûn laøm vieäc 1 phöông( loaïi baûn daàm) Caùc oâ baûn loaïi daàm laø S8; S11;S 12 Caùc giaû thieát tính toaùn oââ baûn döôïc tính toaùn nhö oâ baûn dôn ,boû qua aûnh höôûng cuûa caùc oâ beân caïnh oâ baûn döôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài caét 1 daûi baûn coù beà roäng 1m theo phöông caïnh ngaén ñeå tính toaùn ;nhòp tính toaùn laø khoaûng caùch giöõa 2 truïc daàm 3.1.1 Xaùc ñònh sô ñoâø tính toaùn baûn saøn Xeùt tyû soá ñeå xaùc ñònh lieân keát giöõa baûn saøn vôùi daàm Theo ñoù : 3 : baûn saøn lieân keát ngaøm vôùi daàm 3 : baûn saøn lieân keát khôùp vôùi daàm Sô ñoø tính ñöôïc trình baøy theo baûng sau oâ saøn Daàm Tyû soâ Sô ñoàø tính Kyù hieäu (cm) Kyù hieäu (cm) S8 10 DP5 40 4 DP6 40 4 S11 10 DP6 40 4 Ngaøm vaøo vaùch cöùng S12 10 DP10 40 4 DC4 70 7 Caét 1 daûi baûn coù beø roäng 1m theo phöông caïnh ngaén ñeå tính toaùn 3.1.2 Xaùc ñònh noäi löïc Giaù trò moâmen goái vaø nhòp cuûa daûi baûn ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: Moment nhòp Moment goái Trong ñoù q laø taûi troïng toaøn phaàn : q =++ keât quaû tính toaùn Kyù hieäu Nhòp l(m) Tónh taûi Hoaït taûi (daN/m2) Taûi toaøn phaàn q Giaù trò moment (daN/m2) (daN/m2) S8 1.85 402.3 80.47 174 656.8 93.7 187.4 S11 1.375 402.3 102.7 195 700 55.14 110.28 S12 1.25 402.3 92.44 195 689.7 44.9 89.8 3.1.3 Tính toaùn coát theùp OÂ baûn loaïi daàm ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán. Giaû thieát tính toaùn: a = 20 mm - khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp ñeán meùp beâ toâng chòu keùo; ho - chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; ho = hs – a = 100 – 20 = 80 mm b = 1000 mm - beà roäng tính toaùn cuûa daûi baûn. Löïa choïn vaät lieäu nhö baûng 2.6. Baûng 2.6: Ñaëc tröng vaät lieäu söû duïng tính toaùn Beâ toâng M300 Coát theùp CI Rn(daN/m2) Rk(daN/m2) Eb(daN/m2)) ξR Rs(daN/m2) Rsw(daN/m2) Es(MPa) 130 1.2 2.9x 0.58 2000 20000 2.1x Dieän tích coát theùp ñöôïc tính baèng coâng thöùc sau: trong ñoù: Kieåm tra haøm löôïng coát theùp μ theo ñieàu kieän sau: trong ñoù: . Keát quaû tính toaùn coát theùp cho baûn loaïi daàm Kí hieäu M h a ho am A Theùp choïn m(%) f a S8 Mnh 93.7 100 20 80 0.014 0.007 0.4702 f6 150 1.9 0.19 Mg 187.4 100 20 80 0.027 0.014 0.9439 f6 150 1.9 0.19 S11 Mnh 55.14 100 20 80 0.023 0.004 0.2763 f6 150 1.9 0.19 Mg 110.28 100 20 80 0.046 0.008 0.5538 f6 150 1.9 0.19 S12 Mnh 44.9 100 20 80 0.003 0.003 0.2249 f6 150 1.9 0.19 Mg 89.8 100 20 80 0.007 0.007 0.4506 f6 150 1.9 0.19 3.2. Tính toaùn caùc oâ baûn laøm vieäc 2 phöông (baûn keâ 4 caïnh) Theo baûng 2.2 thì caùc oâ baûn keâ 4 caïnh laø: S1÷S7;S9 vaøS10 Caùc giaû thieát tính toaùn: - OÂ baûn ñöôïc tính toaùn nhö oâ baûn lieân tuïc, coù xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa oâ baûn beân caïnh . - OÂ baûn ñöôïc tính theo sô ñoà ñaøn hoài. - Caét 1 daûi baûn coù beà roäng laø 1m theo phöông caïnh ngaén vaø caïnh daøi ñeå tính toaùn. - Nhòp tính toaùn laø khoaûng caùch giöõa 2 truïc daàm. 3.2.1. Xaùc ñònh sô ñoà tính Xeùt tæ soá ñeå xaùc ñòngh lieân keát giöõa baûn saøn vôùi daàm. Theo ñoù: ≥ 3 => Baûn saøn lieân keát ngaøm vôùi daàm; Baûn saøn lieân keát khôùp vôùi daàm; 3.2.2 Xaùc ñònh noäi löïc Do caùc caïnh oâ baûn lieân keát ngaøm vôùi daàm neân chuùng thuoäc oâ baûn soá 9 trong 11 loaïi oâ baûn. Do ñoù, momen döông lôùn nhaát giöõa nhòp laø: M1 = M1’ + M1” = 11.P’ + i1.P” M2 = M2’ + M2” = 12.P’ + i2.P” vôùi P’ = q’.l1.l2 P” = q”.l1.l2 q’ = q” = g + trong ñoù: g – tónh taûi oâ baûn ñang xeùt; p – hoaït taûi oâ baûn ñang xeùt; i1(2) – i laø loaïi oâ baûn soá maáy,1 (hoaëc 2) laø phöông cuûa oâ baûn ñang xeùt.Trong tröôøng hôïp ñang tính toaùn i = 9. Momen aâm lôùn nhaát treân goái: MI =91.P MII =92.P vôùi P = q.l1.l2 q = gstt + ptt trong ñoù: P – toång taûi taùc duïng leân oâ baûn. Caùc heä soá 11, 12, 91, 92, 91, 92 tra baûng 1-19 [25], phuï thuoäc vaøo tæ soá . Noäi löïc baûn keâ daïng baûn lieân tuïc Kyù hieäu daN/m2 daN/m2 daN/m2 P ( daN ) M1 (daNm) M2 (daNm) MI (daNm) MII (daNm) S1 402.3 78 152.5 14079.8 277.8 221.6 639.8 510.8 S2 402.3 116 142.4 19698.8 395.8 174.7 912.1 399.9 S3 402.3 257 152.5 18062.6 277.8 221.6 820.8 655.3 S4 402.3 40 142.4 17432.8 395.8 174.7 807.1 353.9 S5 402.3 226 154.8 16351.1 258.8 214.6 735.8 608.3 S6 402.3 108 152.5 14747.3 277.8 221.6 670.1 535.0 S7 402.3 91 142.4 18953.4 395.8 174.7 877.5 384.8 S9 402.3 0 360 3527.9 96.0 45.3 165.1 77.6 S10 402.3 0 360 27580.0 718.6 470.0 1301.8 846.7 Ví trí caùc moment baûn keâ 4 caïnh 3.2.3 Tính toaùn coáùt theùp: OÂ baûn ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán. Giaû thieát tính toaùn: - a1 = 2 cm - khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp theo phöông caïnh ngaén ñeán meùp beâ toâng chòu keùo; - a2 = 2 cm - khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp theo phöông caïnh daøi ñeán meùp beâ toâng chòu keùo; - h0 - chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän ( h0 = hs – a), tuøy theo phöông ñang xeùt; - b = 1000 mm - beà roäng tính toaùn cuûa daûi baûn. Ñaëc tröng vaät lieäu laáy theo baûng 2.6. Tính toaùn vaø kieåm tra haøm löôïng μ töông töï phaàn tính cho baûn 1 phöông Keát quaû tính toaùn ñöôïc trình baøy trong baûng Kyù hieäu giaù trò moment b (cm) h01 (cm) h02 (cm) A α Fa (cm2) Theùp choïn µ (%) Φ (mm) a S1 M1 277.8 100 8 0.0334 0.0340 1.77 6 150 1.9 0.24 M2 221.6 100 8 0.0266 0.0270 1.40 6 150 1.9 0.24 MI 639.8 100 8 0.0769 0.0801 4.17 8 120 4.2 0.53 MII 510.8 100 8 0.0614 0.0634 3.30 8 150 3.4 0.43 S2 M1 395.8 100 8 0.0476 0.0488 2.54 6 100 2.8 0.35 M2 174.7 100 8 0.0210 0.0212 1.10 6 150 1.9 0.24 MI 912.1 100 8 0.1096 0.1164 6.05 8 80 6.3 0.79 MII 399.9 100 8 0.0481 0.0493 2.56 8 150 3.4 0.43 M1 277.8 100 8 0.0334 0.0340 1.77 6 150 1.9 0.24 S3 M1 221.6 100 8 0.0266 0.0270 1.40 6 150 1.9 0.24 M2 820.8 100 8 0.0987 0.1041 5.41 8 90 5.6 0.70 MI 655.3 100 8 0.0788 0.0821 4.27 8 110 4.6 0.58 MII 395.8 100 8 0.0476 0.0488 2.54 6 100 2.8 0.35 S4 M1 277.8 100 8 0.0334 0.0340 1.77 6 150 1.9 0.24 M2 174.7 100 8 0.0210 0.0212 1.10 6 150 1.9 0.24 MI 807.1 100 8 0.0970 0.1022 5.32 8 90 5.6 0.70 MII 353.9 100 8 0.0425 0.0435 2.26 8 150 3.4 0.43 S5 M1 258.8 100 8 0.0311 0.0316 1.64 6 150 1.9 0.24 M2 214.6 100 8 0.0258 0.0261 1.36 6 150 1.9 0.24 MI 735.8 100 8 0.0884 0.0927 4.82 8 100 5 0.63 MII 608.3 100 8 0.0731 0.0760 3.95 8 120 4.2 0.53 S6 M1 277.8 100 8 0.0334 0.0340 1.77 6 150 1.9 0.24 M2 221.6 100 8 0.0266 0.0270 1.40 6 150 1.9 0.24 MI 670.1 100 8 0.0805 0.0841 4.37 8 100 5 0.63 MII 535 100 8 0.0643 0.0665 3.46 8 100 4.2 0.53 S7 M1 174.7 100 8 0.0210 0.0212 1.10 6 150 1.9 0.24 M2 877.5 100 8 0.1055 0.1117 5.81 8 80 5.9 0.74 MI 384.8 100 8 0.0463 0.0474 2.46 8 150 3.4 0.43 MII 96 100 8 0.0115 0.0116 0.60 6 150 1.9 0.24 Kyù hieäu giaù trò moment b (cm) h01 (cm) h02 (cm) A α Fa (cm2) Theùp choïn µ (%) Φ (mm) a S9 M1 96 100 8 0.0115 0.0116 0.60 6 150 1.9 0.24 M2 45.3 100 8 0.0054 0.0055 0.28 6 150 1.9 0.24 MI 165.1 100 8 0.0198 0.0200 1.04 6 150 1.9 0.24 MII 77.6 100 8 0.0093 0.0094 0.49 6 150 1.9 0.24 S10 M1 718.6 100 10 0.0553 0.0569 3.70 8 100 5 0.50 M2 470 100 10 0.0362 0.0368 2.39 8 150 3.4 0.34 MI 1301.8 100 10 0.1001 0.1057 6.87 8/10 90 7.2 0.72 MII 846.7 100 10 0.0651 0.0674 4.38 8/10 150 4.6 0.46