Nguyễn Thạc Vũ - Khoa XD DD&CN Trang 1/12 CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN SÀN. 1. BỐ TRÍ HỆ LƯỚI DẦM : · Dựa vào bản vẽ kiến trúc + hệ lưới cột Þ bố trí hệ lưới dầm theo các yêu cầu: - Đảm bảo tính mỹ thuật. - Đảm bảo tính hợp lý về mặt kết cấu: các dầm nên bố trí sao cho “nhanh” truyền lực xuống đất, không nên rối rắm về mặt kết cấu [VD: Dầm D1 gác lên dầm D2; dầm D2 gác lên dầm khung DK; … ]. - Kích thước ô sàn không quá nhỏ cũng không quá lớn [trừ trường hợp yêu cầu về kiến trúc phải thiết kế ô sàn lớn]. · Với hệ lưới dầm đã bố trí, mặt bằng sàn được chia thành các ô sàn. Ta quan niệm các ô sàn làm việc độc lập với nhau: tải trọng tác dụng lên ô sàn này không gây ra nội lực trong các ô sàn lân cận [quan niệm này không được chính xác nhưng được áp dụng vì cách tính đơn giản, nếu không: cần tính và tổ hợp nội lực trong sàn - xem thêm giáo trình KC BTCT]. Vì quan niệm rằng các ô sàn làm việc độc lập nên ta xét riêng từng ô sàn để tính. · Tiến hành đánh số thứ tự các ô sàn để tiện tính toán [các ô sàn cùng loại: cùng kích thước; cùng tải trọng, cùng sơ đồ liên kết thì đánh số trùng nhau]. Các sơ đồ tính toán ô sàn xem giáo trình KCBTCT trang 327. 2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN : 2.1. Tĩnh tải : Dựa vào cấu tạo kiến trúc mặt cắt sàn Þ xác định tĩnh tải tác dụng lên sàn. · Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn: lmDhb.= hb: lấy chẵn cm. + Bản loại dầm: m = 30 ¸ 35. + Bản kê 4 cạnh: m = 40 ¸ 45. + Bản console: m = 10 ¸ 18. D = 0,8 ¸ 1,4 phụ thuộc tải trọng, tải trọng lớn thì lấy D lớn. l = l1: kích thước cạnh ngắn của bản. · Trọng lượng riêng vật liệu: lấy theo thực tế hoặc các sổ tay kết cấu. VD: BTCT: g = 25 KN/m3. Vữa XM: g = 16 KN/m3. Gạch hoa XM [ 200´200´20 ]: 0,45 KN/m2. Gạch men lấy g = 22 KN/m3 hoặc 0,17 KN/m2. Khối xây gạch đặc: g = 18 KN/m3. Khối xây gạch ống: g = 15 KN/m3. BT gạch vỡ: g = 16 KN/m3. Cửa kính khung gỗ: 0,25 KN/m2. Cửa kính khung thép: 0,4 KN/m2. Nguyễn Thạc Vũ - Khoa XD DD&CN Trang 2/12 Cửa kính khung nhôm: 0,15 KN/m2. Đá mài : g = 20 KN/m3. · Hệ số vượt tải n: Tra bảng 1 trang 10 TCVN 2737 - 1995. · Xác định tải trọng: g = ..ngdå [ đơn vị KN/m2 ] n : hệ số vượt tải. g : trọng lượng riêng. d : chiều dày lớp vật liệu. Trường hợp có tường hoặc cửa xây trực tiếp trên sàn Þ tính tải trọng đơn vị của tường [KN/m2], diện tích tường, diện tích cửa ... Þ tổng trọng lượng của tường + cửa. Sau đó chia cho diện tích ô sàn Þ g phân bố [xem gần đúng phân bố đều trên toàn ô sàn]. 2.2. Hoạt tải: Lấy theo TCVN 2737 - 1995 [Bảng 3 trang 12]. Hệ số vượt tải n lấy theo mục 4.3.3 trang 15 - TCVN 2737 - 1995. Xem thêm mục 4.4 trang 16 để xác định công trình có thuộc mục này hay không? Hoạt tải ký hiệu là: p [kN/m2]. 3. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC : · Nội lực trong sàn được xác định theo sơ đồ ĐÀN HỒI [ khác với đồ án BTCT1 ]. · Gọi l1: kích thước cạnh ngắn của ô sàn. l2: kích thước cạnh dài của ô sàn. [Do sơ đồ đàn hồi nên kích thước này lấy theo tim dầm]. · Dựa vào tỉ số l2/l1 người ta phân ra 2 loại bản sàn : + l2/l1 £ 2 : sàn làm việc theo 2 phương Þ sàn bản kê 4 cạnh. + l2/l1 > 2 : sàn làm việc theo 1 phương Þ sàn bản dầm. · Dựa vào liên kết sàn với dầm: có 3 loại liên kết Có nhiều quan niệm về kiên kết sàn với dầm: + Quan niệm 1: Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem đó là liên kết khớp. Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là liên kết ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do. + Quan niệm 2: Nếu dầm biên mà là dầm khung thì xem là ngàm, dầm phụ [dầm dọc] thì xem là khớp. Các dầm giữa xem là liên kết ngàm. + Quan niệm 3: Dầm biên xem là khớp hay ngàm phụ thuộc vào tỉ số độ cứng của sàn và dầm biên. Nếu dầm biên đủ cứng Þ liên kết ngàm, nếu không đủ cứng Þ liên kết khớp. Các quan niệm này cũng chỉ là gần đúng vì thực tế liên kết sàn vào dầm là liên kết có độ cứng hữu hạn [mà khớp thì có độ cứng = 0, ngàm có độ cứng = ¥], khi cần tính chính xác thì phải dùng sơ đồ tính gồm cả sàn và dầm liên kết với nhau. liªn kÕt gèitù doliªn kÕt ngµmNguyễn Thạc Vũ - Khoa XD DD&CN Trang 3/12 Nếu thiên về an toàn: quan niệm sàn liên kết vào dầm biên là liên kết khớp để xác định nội lực trong sàn. Khi bố trí thép thì dùng thép tại biên ngàm đối diện để bố trí cho biên khớp. VD: 3.1. Xác định nội lực trong sàn bản dầm : Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn [vuông góc cạnh dài] và xem như 1 dầm. Þ Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm: q = [p + g] * 1m [KN/m] Tuỳ liên kết cạnh bản mà có 3 sơ đồ tính đối với dầm : 3.2. Xác định nội lực trong sàn bản kê 4 cạnh : Dựa vào liên kết cạnh bản Þ có 9 sơ đồ: Sơ đồ 1 Sơ đồ 2 Sơ đồ 3 l1m1Tính nội lực xem là biên khớp: M biên = 0 Bố trí cốt thép: dùng cốt thép biên ngàm để bố trí q M = maxql82l1qminM = 1- ql823/8lmaxM = 129ql128l112minM = - ql12qmaxM = 12ql24M = - qlmin12211l1[a] [b] [c] Nguyễn Thạc Vũ - Khoa XD DD&CN Trang 4/12 Sơ đồ 4 Sơ đồ 5 Sơ đồ 6 Sơ đồ 7 Sơ đồ 8 Sơ đồ 9 Xét từng ô bản: Có 6 moment Momen theo phương cạnh ngắn Momen theo phương cạnh dài · M1, MI, MI’ : dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh ngắn [MI’ = 0 nếu là biên khớp, MI’ = MI nếu là biên ngàm]. · M2, MII, MII’ : dùng để tính cốt thép đặt dọc cạnh dài. [MII’ = 0 nếu là biên khớp, MII’ = MII nếu là biên ngàm]. M 'IIM 2l2l1M 1M IM 'IM IIIDuøng M ' ñeå tính1Duøng M ñeå tínhDuøng M ñeå tínhIDuøng M ' ñeå tínhIIDuøng M ñeå tính2Duøng M ñeå tínhIINguyễn Thạc Vũ - Khoa XD DD&CN Trang 5/12 Với M1 = a1. [g + p].l1.l2 MI = -b1. [g + p].l1.l2 M2 = a2. [g + p].l1.l2 MII = -b2. [g + p].l1.l2 [ Đơn vị của Moment : kN.m/m ]. a1, a2, b1, b2 : hệ số phụ thuộc sơ đồ liên kết 4 biên và tỷ số l1/l2, xác định bằng cách tra Phụ lục của giáo trình KCBTCT hoặc các sổ tay kết cấu, nếu l1/l2 là số lẻ thì cần phải nội suy. VD: l1/l2 = 1,78 thì nội suy từ 2 giá trị l1/l2 = 1,75 và l1/l2 = 1,8. 4. TÍNH TỐN CỐT THÉP : - Tính thép bản như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m = 1000mm, chiều cao h = chiều dày sàn [mm]. [ Đổi đơn vị M từ KN.m® N.mm : nhân với 1’000’000 ] - Xác định 2..MboMRbha= [ kiểm tra điều kiện aM £ aR ]. Nếu aM > aR: tăng chiều dày hoặc tăng cấp bền bê tơng. + Rb: cường độ chịu nén của bê tơng, tra Phụ lục của giáo trình KCBTCT, phụ thuộc cấp bền bê tơng, đơn vị MPa [#N/mm2]. + ho: chiều cao tính tốn của tiết diện [mm]. ho = h – a. [xem mục 5.1 bên dưới] + aR: xác định bằng cách tra Phụ lục của giáo trình KCBTCT phụ thuộc nhóm cốt thép và cấp bền bê tơng, ứng với gb2 = 1. - Sau khi tính aM và thoả mãn aM £ aR: 112.2Maz+-Þ= ..TTSSoMARhzÞ= [mm2] + RS: cường độ chịu kéo của cốt thép, tra Phụ lục của giáo trình KCBTCT, phụ thuộc nhóm thép, đơn vị MPa [#N/mm2] Xác định diện tích cốt thép tương ứng với các nội lực tại gối và nhịp của ơ sàn. VD: dùng M1 tính Þ AS1 dùng M2 tính Þ AS2 diện tích các cây théptrong 1m = Fa11m1mF2aAS1 AS2
TÍNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG
1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn
| Stt | Các lớp cấu tạo | γ[kN/m3] | δ[m] | n | gstt[kN/m2] |
| 1 | Gạch lát nền | 20 | 0,01 | 1,1 | 0,220 |
| 2 | Vữa lót | 18 | 0,03 | 1,3 | 0,702 |
| 3 | Sàn bê tông cốt thép | 25 | 0,10 | 1,1 | 2,750 |
| 4 | Vữa trát trần hoặc Trần thạch cao | 18 | 0,015 | 1,3 | 0,351 |
| Σgstt | 4,023 |
⇒ Σgstt = 4,023kN/m2 = 403kg/m2
Hoạt tải tiêu chuẩn sử dụng = 2kN/m2 = 200kg/m2
ptc = 2x1,2 = 2,4kN/m2 [Hệ số an toàn n = 1,2]
3. Tải trọng tường ngăn quy đổi trên Sàn
Với: Tường 10 gạch đặc: gttc = 1,8 x 1,3 = 2,34 kN/m2 = 234 kg/m2 [Hệ số an toàn n = 1,3]
Tường 20 gạch đặc: gttc =3,3 x 1,3 = 4,29 kN/m2 = 429 kg/m2 [Hệ số an toàn n = 1,3]
⇒ Tổng tải trọng tác dụng/m2: qtt = gstt + ptc + gttb = 4,023 + 2,4 + 3,3 = 10 kN/m2 = 1tấn/m2
Ví dụ: Công trình 4 tầng
⇒ Tổng tải trọng truyền xuống Móng M1 = 4x4,2x4[tầng]x1[tấn] = 67 tấn
[Dùng để tính số lượng Cọc/Tiết diện Móng]
⇒ Tổng tải trọng xuống Cột M1 [tầng 1] = 4x4,2x3[tầng]x1[tấn]+4x4,2x1[tầng]x0,64[tấn] = 61tấn
[Dùng để tính Thép và tiết diện Cột tầng 1]
⇒ Tổng tải trọng xuống Cột M1 [tầng 2] = 4x4,2x2[tầng]x1[tấn]+4x4,2x1[tầng]x0,64[tấn] = 44 tấn
[Dùng để tính Thép và tiết diện Cột tầng 2]
⇒ Tổng tải trọng xuống Cột M1 [tầng 3] = 4x4,2x1[tầng]x1[tấn]+4x4,2x1[tầng]x0,64[tấn] = 28tấn
[Dùng để tính Thép và tiết diện Cột tầng 3]
⇒ Tổng tải trọng xuống Cột M1 [tầng 4] = 4x4,2x0,64[tấn] = 11tấn
[Dùng để tính Thép và tiết diện Cột tầng 4]