Thiết kế kết cấu sàn tầng điển hình

PHAÀN 2: NHIEÄM VUÏ : THIEÁT KEÁ SAØN TAÀNG ÑIEÅN HÌNH. THIEÁT KEÁ CAÀU THANGBAÛN CHÒU LÖÏC VAØ THANG COÙ LIMON THIEÁT KEÁ HOÀ NÖÔÙC MAÙI. THIEÁT KEÁ KHUNG KHOÂNG GIAN (KHUNG TRUÏC 2). CHÖÔNG 1: TÍNH KEÁT CAÁU SAØN TAÀNG 3 I.CHOÏN SÔ ÑOÀ KEÁT CAÁU : 1.Theå hieän sô ñoà keát caáu : Theo hoà sô thieát keá kieán truùc , chia maët baèng saøn thaønh nhöõng oâ saøn nhö sau : MAËT BAÈNG KEÁT CAÁU HEÄ DAÀM SAØN 2. Choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän daàm vaø chieàu daøy saøn : a. Choïn chieàu daøy saøn : hb = ¸ x5200 = (115 ¸130)mm Ta choïn beà daøy chung cho taát caû caùc oâ saøn: hb = 120 mm b. Choïn sô boä kích thöôùc tieát dieän daàm : -Daàm doïc truïc A,B,C,D : h = ()x6000 =(375 ¸ 500).Choïn h = 500 mm. b = ( )x 500 =(167 ¸333).Choïn b =250 mm. -Daàm truïc :1—>8 h = ()x10400 = ( 650 ¸ 876).Choïn =700 mm. b = ()x 700 =(233 ¸ 465 ).Choïn = 300 mm -Daàm phuï : Daàm doïc 200x400 mm Daàm phuï cong : 200x300 mm Daàm Balcon : 200x300 mm II.TAÛI TROÏNG TÍNH TOAÙN TAÙC DUÏNG LEÂN SAØN : (Saøn toaøn khoái). 1. Tónh taûi: Baûn beâ toâng toaøn khoái coù chieàu daøy saøn: h = 120mm _ Caáu taïo baûn : CAÁU TAÏO SAØN TOLET CAÁU TAÏO BAÛN SAØN Lôùp 1 : Gaïch men Ceramic daøy 10 mm. Lôùp 2 : Vöõa laùt maùc 50 daøy 20 mm. Lôùp 3 : Baûn BTCT, daøy 120 mm Lôùp 4 : Vöõa traùt traàn Maùc 75 daøy 15 mm. Lôùp 5 : Vöõa choáng thaám 20 mm. _ Troïng löôïng caùclôùp caáu taïo baûn saøn : · Gaïch men Ceramic 400x400 daøy 10 mm: g1 = d . g .n = 0,010 x 2250 x 1,1 = 24,8( kg/m2 ) · Lôùp vöõa loùt M 75 daøy 20 mm: g2 = 0,02 x 1800 x 1,2 = 43,2 kg/m2 · Troïng löôïng baûn thaân baûn beâ toâng coát theùp: g3 = ds . g . n = 0,12 x 2500 x 1,1 = 330( kg/m2). · Lôùp vöõa traùt traàn M75 daøy 15 mm: g4 = 0,015 x 1800 x 1,2 = 32,4 (kg/m2 ) · Lôùp vöõa choáng thaám daøy 20 g5 = 0,02 x 1800 x 1,2 = 43,2 (kg/m2) Þ Toång tónh taûi taùc duïng leân saøn: gs = g1 + g2 + g3 + g4 = 24,8 + 43,2 + 330 + 32,4 = 430,4( kg/m2) ¨ Caùc oâ saøn phoøng veä sinh, taûi troïng cuûa caùc vaùch ngaên tolet ñöôïc qui veà taiû phaân boá ñeàu theo dieän tích oâ saøn . Caùc vaùch ngaên laø töôøng gaïch oáng daøy 100 coù gtct = 200 (kg/m2). = 200(kg/m2). Þ Toång tónh taûi taùc duïng leân saøn tolet : gsvs = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + = 24,8 + 43,2 + 330+ 32,4 + 43,2 + 200 = 673,6 (kg/m2) 2. Hoaït taûi: (choïn theo Tieâu chuaån Vieät Nam TCVN 2737-95) - Phoøng thí nghieäm : 200 (kg/m2)x 1,3 = 260 (kg/m2 ) - Vaên phoøng laøm vieäc : 200 (kg/m2)x 1,3 = 260 (kg/m2) - Phoøng veä sinh : 200 (kg/m2)x1,3 = 260 (kg/m2) - Haønh lang, caàu thang, saûnh : 300 x 1,2 = 360 (kg/m2) - Balcon : 200 x 1,2 = 240kg/m2. III. PHÖÔNG PHAÙP TÍNH NOÄI LÖÏC CHO SAØN : 1. Sô ñoà tính toaùn cuûa baûn saøn : -L2/L1 < 2 : Saøn söôøn coù baûn keâ boán caïnh -L2/L1 > 2 : Saøn söôøn coù baûn loaïi daàm (saøn laøm vieäc moät phöông) *Trong ñoù: L1; L2: chieàu daøi caïnh ngaén vaø caïnh daøi cuûa oâ baûn a. Baûn keâ 4 caïnh laøm vieäc theo 2 phöông: (L2/L1 < 2) duøng phöông phaùp tra baûng a = L2/L1 ® mi 1 , mi 2 , Ki 1 , Ki 2. Trong ñoù: i = 1 ® 11 laø chæ soá loaïi oâ baûn saøn. ¨ Neáu hd > 3 hb thì lieân keát baûn vôùi daàm ñöôïc xem laø lieân keát ngaøm. ¨ Neáu hd < 3 hb thì lieân keát baûn vôùi daàm ñöôïc xem laø lieân keát khôùp. Vôùi: hd chieàu cao tieát dieän daàm. hb chieàu daøy baûn saøn. ¨ Tieát dieän daàm ñi qua coät : · Daàm truïc 1® 8 : 700x300 mm · Daàm truïc A,B,C,D : 500x250 mm ¨ Tieát dieän caùc daàm phuï tröïc giao laø : · Daàm doïc : 400x200 mm ¨ Tieát dieän caùc daàm oâ baûn daàm cong vaø balcon laø : · Daàm : 300x200 mm Ta coù : 700 > 3x120 = 360 500 > 3x120 = 360 Baûn lieân keát vôùi daàm ñeàu laø ngaøm, 300 < 3x120 = 360 Baûn lieân keát voùi daàm laø khôùp Ñeå tính noäi löïc vaø coát theùp cho saøn ta caét saøn thaønh nhöõng daõy coù chieàu roäng 1 m theo 2 phöông. Sô ñoà 9 Sô ñoà 8 SÔ ÑOÀ TOÅNG QUAÙT -Moment döông ôû giöõa nhòp: M1 = mi1.P M2 = mi2 P -Moment aâm lôùn nhaát ôû goái: MI = - Ki1 . P MII = - Ki2.P Vôùi :P = q.L1.L2 = (g + p).L1.L2 L1; L2: chieàu daøi caïnh ngaén vaø caïnh daøi cuûa oâ baûn. Caùc oâ saøn S1; S3 S4; S5 :tính vôùi heä soá m91 ;m92 ;k91; k92 Caùc oâ saøn S7; S9 : tính vôùi heä soá m81 ;m82 ;k81; k82 Heä soá m , K tra trong baûng “ soå tay thöïc haønh keát caáu coâng trình”. ¨Chaát taûi leân saøn : · Hoaït taûi chaát ñaøy oâ saøn - S1 : vaên phoøng laøm vieäc, phoøng thí nghieäm. - S4 ,S5 : saûnh taàng - S7,S9 .: Balcon - S3 : phoøng veä sinh BAÛNG KÍCH THÖÔÙC VAØ TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN OÂ BAÛN Teân oâ baûn Loaïi oâbaûn L1(m) L2(m) L2/L1 Tónh taûig (kg/m2) Hoaït taûip (kg/m2) g + p(kg/m2) Toång taûi P(kg) S1 9 5.2 6 1.154 430.4 260 690.4 21540.5 S3 9 4.2 6 1.429 673.6 260 933.6 23526.7 S4 9 4.2 6 1.429 430.4 360 790.4 19918.1 S5 9 3 6 2 430.4 360 790.4 14227.2 S7 8 2 3 1.5 430.4 260 690.4 4142.4 S9 8 2 2 1 430.4 260 690.4 2761.6 b. Baûn saøn laøm vieäc moät phöông( L2 / L1 >2) : - Saøn laøm vieäc theo phöông caïnh ngaén. - Ñeå tính noäi löïc vaø coát theùp cho baûn saøn laøm vieäc 1 phöông thì ta caét saøn 1 daõy coù chieàu roäng laø 1 m theo phöông caïnh ngaén. - Theo phöông caïnh daøi, coát theùp ñaët theo caáu taïo khoâng ít hôn 20% coát theùp theo phöônh caïnh ngaén. ¨ Caùc giaù trò moâment ñöôïc tính theobieåu thöùc: - Moâ ment aâm ôû goái : Mgoái = - Moâment döông ôû giöõa nhòp : Mnhòp = ¨Chaát taûi oâ saøn : · Hoaït taûi chaát ñaày oâ saøn. - S2 : haønh lang - S6 , S8 , S10 : balcon 2. Noäi löïc cuûa baûn saøn : a.Baûn keâ 4 caïnh : BAÛNG GIAÙ TRÒ CAÙC HEÄ SOÁ VAØ GIAÙ TRÒ MOÂMEN CAÙC OÂ BAÛN Teân oâ baûn Loaïi oâbaûn m91 m92 K91 K92 S1 9 0.02 0.015 0.0461 0.0349 S3 9 0.0209 0.0103 0.04734 0.023 S4 9 0.0209 0.0103 0.04734 0.023 S5 9 0.0183 0.0046 0.0392 0.0098 Teân oâ baûn M1(kgm/m) M2(kgm/m) MI(kgm/m) MII(kgm/m) S1 430.81 323.107 993.016 751.763 S3 492.65 242.325 1113.76 541.115 S4 417.085 205.156 942.922 458.116 S5 260.358 65.445 557.706 139.427 Teân oâ baûn Loaïi oâbaûn m81 m82 K81 K82 S7 8 0.0285 0.0146 0.0597 0.0354 S9 8 0.0198 0.0226 0.0417 0.0556 Teân oâ baûn M1(kgm/m) M2(kgm/m) MI(kgm/m) MII(kgm/m) S7 118.058 60.497 247.301 146.641 S9 54.68 62.412 115.159 153.545 b. Baûn moät phöông : BAÛNG GIAÙ TRÒ MOÂMENT ÔÛ GIÖÕA NHÒP VAØ ÔÛ GOÁI Teân oâ baûn Loaïi oâbaûn L1(m) Tónh taûig (kg/m2) Hoaït taûip (kg/m2) q=g + p(kg/m2) Moâment nhòp(kgm) Moâment goái (kgm) S2 1phöông 2 430.4 360 790.4 131.733 263.467 S6 1phöông 2 430.4 260 690.4 115.067 230.133 S8 1phöông 2 430.4 260 690.4 115.067 230.133 S10 1phöông 1.4 430.4 260 690.4 56.383 112.765 IV.TÍNH TOAÙN COÁT THEÙP: - Choïn vaät lieäu : · Beâtoâng Maùc 300 : Rn = 130 kg/cm2 · Theùp AI : Rak = Rak = 2300 kg/cm2 1000 F a b = h=120 = ® A0 = 0,412 - Tính coát theùp cuûa caáu kieän chòu uoán ñaët coát ñôn - Tieát dieän chöõ nhaät bxh = 1000x120 (mm) - Choïn a = 2 cm Þ h0 = h - a = 12 – 2 = 10 (cm) Vôùi : h = 12 (cm) chieàu daøy baûn saøn b = 100cm Þ ; < Ao = 0,428 Þ ; - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp: Haøm löôïng coát theùp hôïp lyù: 0,3% £ m % £ 0.9% (ñoái vôùi baûn). Theo tieâu chuaån Vieät Nam : mmin = 0,05% Thöôøng laáy mmin = 0,05% .1. Keáât quaû tính theùp cuûa oâ baûn keâ 4 caïnh : BAÛNG KEÁT QUAÛ COÁT THEÙP M1 Teân oâ baûn M1(kgm/m) h(cm) a(cm) ho(cm) A g S1 430.81 12 2 10 0.033 0.983 S3 492.65 12 2 10 0.038 0.981 S4 417.085 12 2 10 0.032 0.984 S5 260.358 12 2 10 0.02 0.99 S7 118.058 12 2 10 0.009 0.995 S9 54.68 12 2 10 0.004 0.998 Teân oâ baûn Fa(cm2) m% Choïn theùp Fa(cm2) choïn m%choïn S1 2.087 0.21 þ 8a200 2.51 0.25 S3 2.391 0.24 þ 8a200 2.51 0.25 S4 2.018 0.2 þ 8a200 2.51 0.25 S5 1.252 0.13 þ 6a200 1.41 0.14 S7 0.565 0.06 þ 6a200 1.41 0.14 S9 0.261 0.03 þ 6a200 1.41 0.14 BAÛNG KEÁT QUAÛ COÁT THEÙP M2 Teân oâ baûn M2(kgm/m) h(cm) a(cm) ho(cm) A g S1 323.107 12 2 10 0.025 0.987 S3 242.325 12 2 10 0.019 0.99 S4 205.156 12 2 10 0.016 0.992 S5 65.445 12 2 10 0.005 0.997 S7 60.497 12 2 10 0.005 0.997 S9 62.412 12 2 10 0.005 0.997 Teân oâ baûn Fa m% Choïn theùp Fa choïn m%choïn S1 1.559 0.16 þ 8a200 2.51 0.25 S3 1.224 0.12 þ 6a200 1.41 0.14 S4 1.034 0.1 þ 6a200 1.41 0.14 S5 0.328 0.03 þ 6a200 1.41 0.14 S7 0.303 0.03 þ 6a200 1.41 0.14 S9 0.313 0.03 þ 6a200 1.41 0.14 BAÛNG KEÁT QUAÛ COÁT THEÙP MI Teân oâ baûn MI(kgm/m) h(cm) a(cm) ho(cm) A g S1 993.02 12 2 10 0.076 0.96 S3 1113.76 12 2 10 0.086 0.955 S4 942.922 12 2 10 0.073 0.962 S5 557.706 12 2 10 0.043 0.978 S7 247.301 12 2 10 0.019 0.99 S9 115.159 12 2 10 0.009 0.995 Teân oâ baûn Fa m% Choïn theùp Fa choïn m%choïn S1 4.926 0.49 10a150 5.5 0.55 S3 5.554 0.56 10a125 5.5 0.55 S4 4.667 0.47 10a150 5.5 0.55 S5 2.715 0.27 8a180 3.01 0.3 S7 1.19 0.12 8a200 2.51 0.25 S9 0.551 0.06 8a200 2.51 0.25 BAÛNG KEÁT QUAÛ COÁT THEÙP MII Teân oâ baûn MII(kgm/m) h(cm) a(cm) ho(cm) A g S1 751.763 12 2 10 0.058 0.97 S3 541.115 12 2 10 0.042 0.979 S4 458.116 12 2 10 0.035 0.982 S5 139.427 12 2 10 0.011 0.994 S7 146.641 12 2 10 0.011 0.994 S9 153.545 12 2 10 0.012 0.994 Fa m% Choïn theùp Fa choïn m%choïn 3.691 0.37 10a200 3.93 0.39 2.632 0.26 10a250 3.14 0.31 2.221 0.22 8a200 2.51 0.25 0.668 0.07 8a200 2.51 0.25 0.703 0.07 8a200 2.51 0.25 0.736 0.07 8a200 2.51 0.25 2. Keát quaû tính theùp cuûa oâ baûn moät phöông : BAÛNG KEÁT QUAÛ COÁT THEÙP Mnhòp Teân oâ baûn Mnhòp(kgm/m) h(cm) a(cm) ho(cm) A g S2 131.173 12 2 10 0.01 0.995 S6 115.067 12 2 10 0.009 0.995 S8 115.067 12 2 10 0.009 0.995 S10 56.383 12 2 10 0.004 0.998 Teân oâ baûn Fa(cm2) m% Choïn theùp Fa(cm2)choïn m%choïn S2 0.628 0.06 6a200 1.41 0.14 S6 0.551 0.06 6a200 1.41 0.14 S8 0.551 0.06 6a200 1.41 0.14 S10 0.269 0.03 6a200 1.41 0.14 BAÛNG KEÁT QUAÛ COÁT THEÙP Mgoái Teân oâ baûn Mgoái(kgm/m) h(cm) a(cm) ho(cm) A g S2 263.467 12 2 10 0.02 0.99 S6 230.133 12 2 10 0.018 0.991 S8 230.133 12 2 10 0.018 0.991 S10 112.765 12 2 10 0.009 0.995 Teân oâ baûn Fa(cm2) m% Choïn theùp Fa(cm2) choïn m%choïn S2 1.267 0.13 6a200 1.41 0.14 S6 1.106 0.11 6a200 1.41 0.14 S8 1.106 0.11 6a200 1.41 0.14 S10 0.54 0.05 6a200 1.41 0.14 3.BOÁ TRÍ VAØ NEO COÁT THEÙP: - Ñoái vôùi theùp ôû nhòp neáu löôïng Fa quaù nhoû coù theå laáy theo caáu taïo Æ6-a200 - Coát theùp caáu taïo ñôõ coát muõ laáy þ 6 a250. - Boá trí coát theùp döïa treân caùc keát quûa ñaõ tính, ñöôïc trình baøy ôû caùc baûng treân, rieâng ñoái vôùi coát theùp chòu momen aâm taïi goái cuûa caùc oâ saøn lieàn nhau, beân naøo coù noäi löïc lôùn ( coát theùp nhieàu hôn), seõ laáy noäi löïc lôùn ñeå tính toaùn vaø boá trí coát theùp. - Caét vaø neo coát theùp laáy theo qui phaïm ( Söû duïng saùch Soå Tay Thöïc Haønh Keát Caáu Coâng trình cuûa Thaày Vuõ Maïnh Huøng vaø Saøn Beâtoâng Coát Theùp Toaøn Khoái cuûa Gs.Pts Nguyeãn Ñình Coáng). V.KIEÅM TRA ÑOÄ VOÕNG SAØN CÔ BAÛN : - Ñoái vôùi oâ baûn : 5,2 x 6 m - Kieåm tra ñoä voõng ñoái vôùi taûi troïng tieâu chuaån: - Ñoä cöùng cuûa baûn: = 458901 Vôùi : E Moñun ñaøn hoài cuûa BT ( BT Maùc 300 ) E = 2,9.105 kg/cm2 h : chieàu daøy baûn saøn h = 12 cm n : Heä soá poisson laáy = 0,3 ª Ñoä voõng cuûa baûn saøn: m ª Ñoä voõng cho pheùp: = 0.03m f = 0,002 m £ {f } = 0.03 m Vaäy : choïn chieàu daøy oâ baûn h = 12cm thoûa ñieàu kieän veà ñoä voõng.