Tính Toán Thiết Kế Sàn Bê Tông Cốt Thép - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.pdf) (79 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Kiến trúc - Xây dựng

Tính toán thiết kế Sàn Bê tông cốt thép

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (562.07 KB, 79 trang )

Kết cấu sànA.Đại cơng về KC sànI.Các loại kết cấu sàn:-Sàn toàn khối+Sàn sờn có bản đợc liên kết theo các cạnh là tờng hoặc dầm (Liên kết tuyế+Sàn phẳng( hay sàn nấm) có bản đợc đặt trực tiếp lên cột (Liên kết điểm-Sàn lắp ghép,nửa lắp ghépII.Các bớc thiết kết của kết cấu sàn+ Bớc 1: Mô tả kết cấu,nêu rõ tên gọi vị trí trên mặt bằng nhiệm vụ,các đặc+ Bớc 2: Sơ đồ kết cấu,liên kết gối tựa,là kết cấu tĩnh định hay siêu tĩnh+ Bớc 3: Sơ bộ chọn kích thớc,bề dày bản,bề cao và bề rộng tiết diện+ Bớc 4: Xác định tải trọng thờng xuyên,và tải trọng tạm thời+ Bớc 5: Tính toán và vẽ biểu đồ nội lực-Với KC tĩnh định chỉ dùng 1 phơng pháp,một sơ đồ duy nhất là sơ đồ tín-Với KC siêu tĩnh(dầm và bản liên tục) có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đ+ Bớc 6: Tính toán về bê tông cốt thép+ Bớc 7: Thiết kế chi tiết và thể hiện bản vẽ thi côngIII.Nhận xét về phơng pháp tính toán-Dù có tính toán theo phơng pháp nào thì kết quả cũng chỉ là gần đúng vì+Về tải trọng giả thiết về hoạt tải là phân bố đều,liên tục trên mặt sàn.Nhnbố không đều,không liên tục+Về vật liệu trong sơ đồ đàn hồi gt bê tông cốt thép là vật liệu đàn hồi.Th....B.Tính toán nội lực bảnI.Liên kết của bản-Có 2 dạng: LK kê và LK cứng+LK kê: khi bản kê tự do lên tờng hoặc lên dầm+LK cứng: khi bản đợc đúc toàn khối với dầm hoặc với tờng BTCTLK NgàmLK cứng-Không có bất kỳ chuyển vị nào-Có thể có chuyển vị( LK ngàm đợc xem ở BTCT khi tính toán bản công sơn,có LK chỉ ở 1 cạnhLiên kếtGối tựa-Chỉ trạng thái giao nhau giữa 2 -Để chỉ LK có khả năng ngăncấu kiệncản chuyển vị theo 1 phơngnào đó-Khi đúc liền khối bản với dầm thì đó là LK cứng nhng trong sơ đồ tính toII.Sự làm việc của ô bản đơn-Ô bản chỉ chịu uốn 1 phơngL2/L1 >2-Ô bản chỉ chịu uốn 2 phơngL2/L1 =Max( 0,6Hb,100mm) : Là đoạn bản kê lên gối tựaIV.Tải trọng trên bản1.Tải trọng thờng xuyêna.Một số lớp cấu tạo của bản thông dụngTên lớp-Lớp gạch lát-Lớp vữa lót-Bản BTCTTrọng lợng riêng=20 Kn/m3=18 Kn/m3=25 Kn/m3Hệ số độ tin cậyn=1,1n=1,2n=1,1-Lớp vữa trátn=1,2=18 Kn/m3b.Khi trên bản có tải trọng tập trung G thì có thể xử lý theo 1 trong 2 cách:+ Hoặc tính nội lực với cả g và G+ Hoặc đổi G thành tải trọng phân bố đều tơng đơng rồi gộp vào với g đ-Gọi F là tổng lực tập trung đặt trên diện tích U1xU2U1:Theo phơng nhịp tính toán Lt( bản 1 phơng) hoặc theo phơng cạnh ngắU2: Theo phơng vuông góc với Lt hoặc theo phơng Lt2Y1,Y2: Là khoảng cách từ trọng tâm diện tích đặt tải U1xU2 đến cạnh bảnf: là tải quy từ lực tập trung về tải phân bố đềuf k1.k 2 .Flt1.lt 2K1,k2: là hệ số phụ thuộc vào vị trí đặt lực F và kích thớc U1,U2 đợc xác đb1.Ô bản 1 phơngK1 lt 0, 5u1lt y1K2 lt 2u2 c2 d 2Và K1>=0,25C2 Min( y1 ; y2 0,5u1 )K2 lt 2u2 c2 d 2C2 Min( y1 ; y2 0,5u1 )D2 Min( y1 ; lt 2 y2 0, 5u2 )b2.Ô bản 2 phơng-Hệ số K1 tính theo công thức nh trên-Hệ số K2 tính theo công thức sauK2 lt 2 y21,5lt u2Và K2>=1V.Nội lực của bản 1 phơng1.Sơ đồ tính-Để tính nội lực ngời ta lấy 1 dải bản rộng b=1m tính nội lực nh đối với dầm-Tải trọng toàn phần trên dải bản là q phân bố đềuq=(g+p).b (KN/m)+Với ô bản tĩnh định chỉ dùng sơ đồ đàn hồi để tính ( tham khảo phụ lục+Với ô bản siêu tĩnh liên tục có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ dẻoChú ý :việc lựa chọn sơ đồ nào để tính phải dựa vào điều kiện sử dụng củSàn của nhà dân dụng và công nghiệp thờng dùng sơ đồ dẻo2.Tính bản liên tục theo sơ đồ dẻoa.Lý thuyết-Tính nội lực theo sơ đồ dẻo là xét đến khả năng hình thành khớp dẻo tại cávà cấu kiện có thể có chuyển vị xoay hạn chế.Giá trị Mkd phụ thuộc vào lợng-Khi khớp dẻo hình thành sẽ xảy ra hiện tợng phân phối nội lực ,momen ở khớpdơng ở nhịp tăng lên theo sự tăng của tải trọng-Tính toán nội lực theo sơ đồ dẻo theo pp cân bằng tĩnh hoặc pp cân bằng-Điều kiện để tính toán NL theo sơ đồ dẻo+Đùng cốt thép dẻo có giới hạn chảy rõ ràng trên biểu đồ ứng suất( CI,CII,CIII,R-Phải hạn chế vùng bê tông chịu nén tại các tiết diện dự kiến có khớp dẻo xuấtx D .h0hoặcTrong đó :x: Chiều cao vùng bê tông chịu nénx Dh0 D : Tra phụ lục 16-Chỉ nên dùng sơ đồ dẻo cho kết cấu sàn trong nhà đợc che chắn không chịb.Tính toán-Với dải bản liên tục có các nhịp Lt chênh lệch nhau không quá 10% có thê dùn+Khi tính M dơng giữa nhịp thì ở nhịp nào lấy Lt của nhịp đấy còn để tíliền kề với gối ấy+TH gối biên ngàm đàn hồi: thì (a)=24:32 tùy thuộc vào sự đánh giá độ cứvà tính theo sơ đồ dẻo thì (a)=16; và (b)=11+80/(a);Vàq.lt2M 1 0,37 M B 0,5M A8+Với dải bản nhiều nhịp khi chênh lệch giữa nhịp lớn nhất và bé nhất khôngtính toán có thể lấy Lt theo nhịp lớn nhất để tính toán cho tất cả các mome-Khi các nhịp bản chênh lệch nhau quá lớn, trong tính toán cần có sự điều ch3.Tính bản theo sơ đồ đàn hồi-Trong trờng hợp các nhịp Lt là bằng nhau thì có thể dùng công thức sauM ( a .g b . p )lt2Với a ; b : Tra bảng ở phụ lục 5VI.Nội lực của bản 2 phơng1.Tính Ô bản đơn kê tự do trên 4 cạnha.Sơ đồ dẻoM1 q.lt211;M2 M1r2lt 224.(1 r 3 )r; 1 2lt1r .(3r 1)b.Sơ đồ đàn hồiM 1 1.q.lt1.lt 2M 2 2 .q.lt1.lt 2Với1 , 2 : tra bảng phụ lục 62.Tính Ô bản đơn có liên kết ngàm.r=L2/L11124Hình 1: Sơ đồ các ô bản có một số cạnh ngHình 2: Momen trong ô bản có cạnh ngàma.Sơ đồ dẻo- Lấy M1 là momen chuẩn của ô bản+ Đặt các hệ số : M AiM BiM2; Ai ; Bi (i 1, 2)M1M1M1Bảng 2.2: Bảng tra các hệ sốr=l2/l111.11.21,31.410.90.80,70.621.41.41.31.21.211,2110.8A1,B1A2,B2-Momen M1 tính theo công thức:M1 q.lt21.(3lt 2 lt1 )12 DD (2 A1 B1 )lt 2 (2 A2 B2 ).lt1+ Trong đó:( nếu cốt thép chịu mtrong toàn ô bản)D (2 A1 B1 )lt 2 (2 A2 B2 ).lt1 (2 2 )lk(nếu trong ô bản cốt thép để chịu momen dơng đặtphạm vi các dải biên rộng Lk đặt cốt thép với khoảng c(chỉ nên đặt cốt thép không đều khi ô bản khá lớn và-Các công thức còn lại:M 2 M 1 ; M Ai Ai .M 1 ; M Bi Bi .M 1a.Sơ đồ đàn hồiM 1 m1.q.lt1.lt 2M 2 m2 .q.lt1.lt 2M A1 k1.q.lt1.lt 2 ; M B1 k1.q.lt1.lt 2M A 2 k2 .q.lt1.lt 2 ; M B 2 k2 .q.lt1.lt 2Với1 , 2 , 1 , 2: tra bảng phụ lục 6Nhận xét: Tính theo sơ đồ đàn hồi nhận đợc momen âm trên các cạnh ngàĐó là việc đã dùng các giả thiết vật liệu hoàn toàn đàn hồi,và ngàm là tuyệtKhi tính toán và cấu tạo cốt thép với momen âm quá lớn so với momen dơng tđúng sự làm việc của ô bản và kh thuận tiện trong thi công3.Tính toán bản liên tục theo sơ đồ dẻo.-Các ô bản liên tục có các nhịp tính toán gần bằng nhau theo mỗi phơng ( satoán bằng cách tách từng ô riêng trong đó các gối tựa giữa đợc thay lk bằng lgối kê tự do hoặc ngàm đàn hồi( với gối ngàm đàn hồi lấy các hệ số Ai,Bi bằ-Trên các gối giữa chung cho 2 ô cạnh nhau sẽ có 2 giá trị momen âm khác nhcốt thép ,khi chiều dày hai ô bản bằng nhau,lấy giá trị momen lớn hơn4.Tính toán bản liên tục theo sơ đồ đàn hồi.-Khi nhịp tính toán Lt1,Lt2 gần bằng nhau( sai khác dới 10%) theo mỗi phơng+Với momen âm Ma,Mb trên các gối tựa lấy hoạt tải trên toàn bảnM A1 1.q.lt1.lt 2 ; M B1 1.q.lt1.lt 2M A 2 2 .q.lt1.lt 2 ; M B 2 2 .q.lt1.lt 2+ Với momen dơng giữa nhịp lấy hoạt tải đặt cách ôq1 g 0, 5 p; q2 0, 5 p.M 1 (1 .q1 01 .q2 )lt1.lt 2M 2 ( 2 .q1 02 .q2 )lt1.lt 2 01 , 02 : Giá trị ứng với bản có bốn cạnh kê tự do1 , 2: Giá trị ứng với bản có các gối giữa ngàm-Nhận xét: Với các ô bản đơn tính toán theo sơ đồ đàn hồi thờng có momenvới momen giữa bảnVII.Lực cắt trong ô bản.-Trong bản của sàn sờn thờng không đặt cốt ngang chịu lực cắt do đó chiềcho riêng bê tông đủ khả năng chống cắt.thông thờng lực cắt trong bản củavừa nêu thờng đợc thỏa mãn nên có thể bỏ qua việc tính toán và kiểm tra the-Nếu trờng hợp bản chịu tải trọng khá lớn,nếu thấy cần kiểm tra về lực cắt t1.Ô bản tĩnh định-Dùng các công thức lập sẵn cho dải bản nh đối với dầm tĩnh định2.Bản siêu tĩnh 1 phơng,tính theo sơ đồ dẻo+ Với ô bản biên dùng công thức:Q=0,6.q.Lt+Với các ô bản giữa thì dùng công thức:Q=0,5.q.Lt3.Bản liên tục 1 phơng theo sơ đồ đàn hồiQ ( a .g b . p) Lt a , b:Tra ở phụ lục 5b.Giá trị Q đợc tính là hình bao của lực cắt a , b4.Ô bản 2 phơng-Lực cắt lớn nhất trong dải bản của ô bản đơn chịu uốn 2 phơng đợc tính th0Q 0 .q.Lt1: Lấy theo phụ lục 7-Với các ô bản liên tục cũng có thể dùng công thức trên để tính toánVIII.Cách tính toán nội lực khi gặp sơ đồ hỗn hợp-Trong sơ đồ hỗn hợp gồm nhiều ô bản khác nhau việc tính toán chính xác nxác định nội lực có thể dùng cách gần đúng nh sau:a.Ô bản công xôn đợc tính riêng theo sơ đồ ô bản tĩnh định,lấy 1 dải bản lb.Ô bản chịu uốn 1 phơng: lấy 1 dải bản làm đại diện,theo vị trí của ô bảnthuộc nhịp biên hay nhịp giữa của 1 dải liên tục.Cũng cần xét tơng quan vềđể có sự điều chỉnh tùy theo hớng dẫn ở phụ lục 9.c.Ô bản chịu uốn 2 phơng: tách riêng từng ô bản để tính toán và điều chỉntheo phụ lục 10.-Lu ý: Khi tính toán cấu tạo cốt thép cho các ô bản của sơ đồ hỗn hợp không( cốt thép chịu lực đặt ra phía ngoài,cốt thép cấu tạo hoặc theo phơng cạnsẽ rất phức tạp khi thi công vì các ô bản cạnh nhau có thể có phơng làm việcCốt thép chịu momen dơng đặt ở mặt dới trong sơ đồ hỗn hợp nên đợc tuâcho tất cả các ô( ví dụ CT theo phơng ngang nhà đặt xuống dới hoặc ngợc lạCần dựa vào sơ đồ bố trí cốt thép để lấy chiều cao tính toán Ho của từngB.Tính toán và cấu tạo cốt thép bản sàn.I.Số liệu để tính toán.1.Tiết diện-Tính toán cho từng dải bản đại diện.Tiết diện của dải bản là hình chữ nhậdày bảnHình: Sơ đồ tính toán tiết diệnII.Bài toán kiểm tra cốt thép trong bản.-Biết kích thớc bxh,R,cấu tạo cốt thép (đờng kính,a,loại thép) cần kiểm tra xcó đủ khả năng chịu đợc M đã biết hay không1.Số liệu-Tra Rb,Rs,xác định đợc C và ao,tính ho=h-ao2.Tính toán +Điều kiện hạn chế:-Theo sơ đồ đàn hồi:-Theo sơ đồ dẻo: Rs . AsRb .b.h0 RD( Hệ số D , R đợc cho ở phụ lục 16a và 16b )-Khi điều kiện hạn chế đợc thỏa mãn thì tính khả năng chịu lực là Mtd theoM td Rs As (1 0,5 )h0 Rs As h0-Khi điều kiện hạn chế không thỏa mãn chứng tỏ cốt thép quá nhiều so với kí(rút bớt cốt thép hoặc tăng h) rồi tính lại.Khi không thể thay đổi thì có trờnMtd theo khả năng vùng nén dùng công thức+Khi RM td R Rbbh02 R R (1 0,5 R )+KhiD RM td Rs As (1 0,5 )h0 Rs As h0Và tại tiết diện đang xét không thể hình thành khớp dẻo3.Kiểm tra-Điều kiện kiểm tra:M M tdII.Bài toán tính toán cốt thép trong bản.-Biết M,kích thớc b,h,loại vật liệu.Yêu cầu xác định As1.Số liệu-giả thiết ao ( với bản thờng chọn ao=15-20mm).Khi h khá lớn (h>150mm) có-Tính ho=h-ao-Tra các giá trị Rb,Rs.Tùy theo M đã cho theo sơ đồ đàn hồi hay sơ đồ dẻo đ2.Tính toánm MRb .b.ho2 1 1 2 m-Cũng có thể từ m tra ra -Kiểm tra điều kiện hạn chếở phụ lục 15, RD+ Chú ý rằng khi m 0, 255thì trong mọi trờng hợp điều kiện hạn chếcó thể không cần kiểm tra-Khi điều kiện hạn chế thỏa mãn tính 1 0,5 0,5(1 1 2 m ) ( Cũng có thể từMAs Rs ho3.Xử lý kết quả-Tính tỉ lệ cốt thép-Kiểm tra điều kiện:Asbh 0Hoặc min100. Asbh 0 b .Rbmin 0,05% max R ( D )Rs+ Theo tiêu chuẩn 356-2006 quy định+ Khimin 0,05%nên lấyChứng tỏ h quá lớn so với yêu cầu,nếu đợc thì rút bớt h đAs theo yêu cầu tối thiểu là bhmin0+ Sau khi chọn và bố trí cốt thép cần tính lại ao và ho.Khi ho không nhỏ hơnthiên về an toàn.Khi ho nhỏ hơn giá trị dùng để tính toán đã dùng với mức đIII.Cấu tạo cốt thép chịu lực.h-Đờng kính nên chọn:10-Để chọn khoảng cách a có thể tra bảng ở phục lục 19 hoặc tính nh sau:Tính as là diện tích thanh thép,từ as và As tính abas . 22as 0, 785 ; a 4As+Chọn a không lớn hơn giá trị vừa tính đợc,nên chọn a là bội số của 10mm đ+Khoảng cách cốt thép chịu lực còn cần tuân theo các yêu cầu cấu tạo sau:amin a amaxamin 70mmamin 100mmamax 200mmamax min(1, 5h; 400mm)((((Với cốt thép chịu moVới cốt thép chịu moKhi h150 mm)+Để bố trí cốt thép cần chọn chiều dày lớp bảo vệ là c nh sau:Với Bt nặng c ; c c0Khi bản có h100mm lấy Co=15 mm (20 mm)Giá trị trong ngoặc (15)(20) dùng cho những kết cấu ngoài trời hoặc nhữngCần lấy tăng chiều dày C đối với kết cấu chịu ảnh hởng của môi trơng biểnIII.Bố trí cốt thép chịu lực.-Trong bản chỉ nên dùng q loại đờng kính cho cốt thép chịu lực.cũng có thểđặt ở các vùng khác nhau hoặc đặt xen kẽ thì trong công thức tính as là tr-Cách bố trí cốt thép+ Chiều dài đoạn thẳng của cốt thép mũ tính đến mép dầm lấy bằng vltKhi p