Đề tài Văn phòng cho thuê và trụ sở công ty - Địa điểm: Khu đô thị mới Nam Trung Yên – Hà Nội

Chương iv: Tính toán thép sàn Tính toán cốt thép cho một số ô sàn điển hình. Cơ sở tính toán: Tài liệu “Sàn BTCT toàn khối” Ta có mặt bằng sàn như sau: I. Ô sàn điển hình O3: Kích thước 5,1x3,3 m Sơ đồ kết cấu : Coi bản liên kết cứng ở 4 cạnh (hình vẽ) . Tính toán theo sơ đồ khớp dẻo. Nhịp tính toán: lt2 =5,1-0,22 = 4,88 m lt1 = 3,3-0.22= 3,08 m ; (Trong đó 0,22 là bề rộng các dầm bao quanh ô bản) ị r = = 1,584 b) Tải trọng : Tải trọng tác dụng trên O1 đã được bóc khi tính khung ta có : Tĩnh tải lớn nhất g = 401 Kg/m2 Hoạt tải phòng ở p = 200´1,2 = 240 Kg/m2 Vậy q = g + p = 641 Kg/m2 c) Nôi lực: Các cạnh được coi là liên kết cứng. Tính toán cốt thép theo sơ đồ khớp dẻo, ta có phương trình xác định mô men : = (2M1+ MA1 + MB1)´ lt2 + (2 . M2+ MA2 + MB2)´ lt1 Trong đó các ký hiệu Mi như hình vẽ. Trong phương trình trên có 6 ẩn số mômen, lấy M1 làm ẩn số chính, các ẩn số còn lại được xác định qua M1 và các hệ số q, Ai, Bi , i = 1,2 Qua bảng tra : q = = 0,55 ; A1= B1 = = 0.9 ; A2 = B2 = = 0,75 Ta có = = 15582. ị 5858 = 26,552xM1 ị M1 = 220,617kGm. M2 = q M1 = 121,339kGm. MA1 = MB1 = A1´M1= 198,555 kGm. MA2 = MB2 = A2 ´M1 = 165,463 kGm. d) Tính cốt thép : Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật Cốt chịu mô men dương M1 ; Lớp bảo vệ a = 1,5 cm ị ho = 8,5 cm ta có A= = = 0,03393 g= = 0,98274 Fa= = = 1,15 cm2 Dùng 8 a 150 có Fa= 1,41 cm2 = x100% = Hợp lý. Cốt thép chịu mômen dương M2 Chiều cao tính toán ho =8,5 cm. M2 = 121,339 Kg.m A= = 0,01866 g = = 0,99058 Fa= = 0,63 cm2 Dùng 8 a 150 có Fa = 3,35 cm2 Cốt chịu mô men âm : Cốt chịu MA1 = MB1 = 19855,5 Kg.cm a=1,5 cm, ho =8,5 cm A= = 0,03054 ị = 0,98449 Fa= = 1,03 cm2 Dùng 8 a 150 có Fa = 3,35 cm2 = . 100% = hợp lý Cốt chịu mômen âm MA2 = MB2 = 16546,3 Kg.cm a=1,5 cm, ho =8,5 cm A= = 0,02545 ị = 0,98711 Fa= = 0,86 cm2 Dùng 8 a 150 có Fa = 3,35 cm2 Dùng 8 a150 để giữ các cốt mũ iI. Ô sàn điển hình O2: Kích thước : 7,35x3,3 m Sơ đồ kết cấu: Tỷ số giữa các cạnh bản = > 2, nên sàn O2 là bản loại dầm, làm việc theo một phương. Cẵt một dải bản rộng b = 100 cm vuông góc với phương cạnh dài để tính. Tải trọng : Tải trọng tác dụng trên O1 đã được bóc khi tính khung ta có : Tĩnh tải lớn nhất g = 401Kg/m2 Hoạt tải phòng ở p = 200´1,2 = 240 Kg/m2 Vậy q = g + p = 641 Kg/m2 Nội lực: Mômen âm ở mép bản: M1 = = 634,59 Kg.m Mômen dương ở giữa bản: M2 = = 634,59 Kg.m Tính cốt thép: a = 1,5cm, h0 = 8,5cm ta có: A= = = 0,09759 g= = 0,9485 Fa = = = 3,422 cm2 Dùng 8 a 150 có Fa = 3,35 cm2 iii. Ô sàn điển hình o1: Kích thước : 3,3x1,65 m Sơ đồ kết cấu: Tỷ số giữa các cạnh bản = = 2, là bản loại dầm làm việc theo một phương. Cẵt một dải bản rộng b = 100 cm vuông góc với phương cạnh dài để tính. Tải trọng : Tải trọng tác dụng trên O1 đã được bóc khi tính khung ta có : Tĩnh tải lớn nhất g = 401Kg/m2 Hoạt tải phòng ở p = 200´1,2 = 240 Kg/m2 Vậy q = g + p = 641 Kg/m2 Nội lực: Mômen âm ở mép bản: M1 = = 158,65 Kg.m Mômen dương ở giữa bản: M2 = = 158,65 Kg.m Tính cốt thép: a = 1,5cm, h0 = 8,5cm ta có: A= = = 0,02439 g= = 0,9876 Fa = = = 0,822 cm2 Dùng 8 a 200 có Fa = 2,51 cm2 iii. Ô sàn vệ sinh o4: Sàn khu vệ sinh được tính toán với yêu cầu hạn chế khả năng xuất hiện vết nứt do đó ta tính theo sơ đồ đàn hồi theo tài liệu “Các bảng tra để tính toán bản đàn hồi hình chữ nhật “ . Sơ đồ kết cấu: Ô sàn 1 được tính theo sơ đồ đàn hồi với sơ đồ liên kết là bản kê bốn cạnh. Nhịp tính toán theo hai phương là: Lt2 = 3,3 - 0,22 = 3,08 (m). Lt1 = 2,25 - 0,22 = 2,03 (m). (trong đó 0,22 là bề rộng các dầm bao quanh ô bản) => r==1,52 Tải trọng : g = 632 Kg/m2 (có kể trọng lượng lớp bê tông xỉ tạo dốc). p = 240 Kg/m2 q = g + p = 872 Kg/m2 Tổng tải trọng phân bố đều là: P = qb. l1.l2 = 1030.2.03.3,08 = 5452.09(KG). Vậy các giá trị của các mômen sẽ là (tính cho 1m bề rộng của bản): ở nhịp theo phương cạnh ngắn: Mnn = annx P ở nhịp theo phương cạnh dài: Mdn = adnx P ở gối tựa theo phương cạnh ngắn: Mng = angx P ở gối tựa theo phương cạnh dài: Mdg = adgx P Trong đó các giá trị ann , adn, ang, adg là các giá trị tra trong bảng tra có sẵn và phụ thuộc vào tỷ số l2/l1 , với i là loại liên kết ô bản , giá trị 1,2 là chỉ phương của ô bản L1 L2 L2/L1 P ann adn ang adg Mnn Mdn Mng Mdg 2.03 3,08 1,52 5452, 0,0208 0,0092 0,0463 0,0203 113,2 49,94 252,43 110,7 Ghi chú : các mômen Mi là các mômen phân bố trên đơn vị chiều dài , do vậy cốt thép tính được từ các mômen phải bố trí trên đơn vị chiều dài. Tính toán cốt thép chịu lực: Tính cốt thép chịu mômen +Với Mnn = 113,2(kGm).(mômen âm tại gối) Dùng thép loại AI có Rn = 130 (KG/cm2) Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 1,5cm Dùng &8 a150 có Fa=3,35 cm2 +Với Mdn = 49,94(kGm) A = 0,005 g = 0,997 Fa= 0,28 cm2 Dùng &8 a150 có Fa=3,35 cm2 *Tính cốt thép chịu mômen: + theo phương 1: Mng = 252,43 (KGm). ta có: Dùng &8 a150 , Fa = 3,35 (cm2 ) + theo phương 2: Mdg = 110,68 (KGm) A = 0,01178 , g = 0,994 Fa= 0,62 cm2 Dùng &8 a150 có Fa= 3,35 cm2 iii. thống kê tính toán Sau khi tính toán cốt thép các ô sàn tầng điển hình, ta tiến hành thống kê lại các kết quả lựa chọn đặt cốt thép cho toàn bộ sàn tầng. Đây là công việc cần thiết vì các sàn không nằm riêng rẽ độc lập mà nằm kề nhau, do vậy việc lựa chọn bố trí thép cần phải đảm bảo tính hợp lý, thống nhất, có thể kết hợp liên tục cốt thép các sàn với nhau Bảng 6: Thống kê bố trí thép lớp dưới: ô sàn Loại thép AI Khoảng cách đặt thép Phương làm việc Phương đặt thép O1 f 8 200 mm 1 phương Dọc nhà O2 f 8 150 mm 1 phương O3 f 8 150 mm 2 phương O4 f 8 150 mm 2 phương ô sàn Loại thép AI Khoảng cách đặt thép Phương làm việc Phương đặt thép O1 f 8 150 mm 1 phương Ngang nhà O2 f 8 150 mm 1 phương O3 f 8 150 mm 2 phương O4 f 8 150 mm 2 phương Bảng 7: Thống kê bố trí thép lớp trên: ô sàn Loại thép AI Khoảng cách đặt thép Phương làm việc Phương đặt thép O1 f 8 150 mm 1 phương Dọc nhà O2 f 8 150 mm 1 phương O3 f 8 150 mm 2 phương O4 f 8 150 mm 2 phương ô sàn Loại thép AI Khoảng cách đặt thép Phương làm việc Phương đặt thép O1 f 8 150 mm 1 phương Ngang nhà O2 f 8 150 mm 1 phương O3 f 8 150 mm 2 phương O4 f 8 150 mm 2 phương Với cốt thép lớp trên chịu mômen âm, bố trí cốt giá là ặ6 a250 Chương v: Tính toán cầu thang bộ Sơ đồ kết cấu thang bộ như hình vẽ. Tính toán cầu thang bộ bao gồm các công việc: tính bản thang, tính bản chiếu nghỉ, tính các dầm cốn thang và các dầm đỡ. i. Lựa chọn tiết diện và cấu tạo cầu thang bộ: Cấu tạo thang bộ: Chiều cao tầng điển hình: ht = 3,6m Bậc thang xây bằng gạch có bxh = 30cmx150cm Dầm DT1, DT2 có kích thước 220x300 Dầm CT kích thước 110x350 Kích thước các ô bản cần tính: + Bản chiếu nghỉ: 2850x3300 + Bản thang 1500x3300 Vật liệu sử dụng: - Chọn bê tông mác 200 có Rn = 90 kG/cm2. - Cốt thép sử dụng: + Thép chịu lực: AII có Ra = R'a = 2800 kG/cm2 + Thép đai và thép sàn: AI có Ra = R'a = 2300 kG/cm 2 và Rađ = 1800 kG/cm2 đ a = 0,62 đ Ao = 0,42 ii. Tính bản thang: 1) Sơ đồ tính: Bản thang có kích thước như sau: 1500 x 3300mm. Ta thấy rằng tỷ số: ị Tính toán theo bản loại dầm. Sơ đồ tính là dầm đơn giản có một đầu gối lên tường và một đầu gối lên dàm limôn Nhịp tính toán là l = 1500mm 2. Tải trọng tác dụng lên bản: Tải trọng tính toán lên bản là tải phân bố dều bao gồm tĩnh tải của các lớp tạo bản và hoạt tải người: p = g+q. ị p = 646 + 360 = 1006 kG/m2. c. Tính nội lực và cốt thép: a) Nội lực: Momen dương ở giữa nhịp là: M1 =kG.m Momen âm ở đầu ngàm là: M2 =kG.m Chọn lớp bảo vệ a = 1,5cm đ ho = 6,5cm. Dự kiến dùng thép ¿6 b) Tính cốt thép: Tính cho dải bản rộng 1m +Cốt thép chịu momen âm M1: A = (cm2/1m dài) Dùng ¿8 a150 có Fa = 2,5 cm2 hàm lượng cốt thép là mt = 0,30% +Cốt thép chịu momen dương M2: Tính toán tương tự như cốt thép chịu mô men âm. Dùng ¿8 a150 có Fa = 2,5 cm2 hàm lượng cốt thép là mt = 0,30% Chọn ¿8 a200 làm cốt cấu tạo theo phương vuông góc với cốt chịu lực, mép bản chiếu nghỉ thuộc cạnh dầm, dùng ¿6 a150 để chịu mô men âm đã bỏ qua, và dùng ¿6 a250 để giữ các cốt này. iii. tính toán dầm limôn: a) Tải trọng: Tải trọng bản thân dầm g = 0,11x0,35x2500x1,1 = 105,875 kG/m Tải trọng do bản thang p = 0,5x1006x1,5 = 754,5 kG/m Tải trọng do tay vịn cầu thang m = 50 kG/m Tổng tải trọng q = g + p + m = 910,38 kG/m Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng là Q1 = q/cos(30o) = 788,4 kG/m b) Sơ đồ tính và nội lực: Sơ đồ tính của dầm là dầm đơn giản 2 đầu khớp (vì cột được thi công trước nên neo cốt thép để có được liên kết ngàm giữa dầm và cột rất khó khăn). Nhịp tính toán: l = 3,3/cos(300) = 3,8m Nội lực thiên về an toàn tính như sau: Mômen tại giữa nhịp M = 1423,062 kGm Lực cắt Q = 1497,96 kG c) Tính toán cốt thép c1) Tính toán cốt thép chịu lực Tiết diện chữ nhật bxh = 15x25cm Sơ đồ tính dầm d1 Chọn h0 = 35 – 3 = 32cm. A = cm2 Hàm lượng cốt thép là m = 0,49 % > mmim = 0,05 % Chọn 1f20 cho thép dưới và 1f20 cho thép trên. c2) Tính toán cốt đai Qmax = 0.5ql = 1498 kG Kiểm tra điều kiện phá hoại theo ứng suất chính Q < ko.Rnb.ho ko.Rnb.ho = 0,35x90x11x32 = 11088 kG > Q Vậy bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng. Kiểm tra điều kiện bê tông chịu cắt Q < k1.Rkb.ho k1.Rkb.ho = 0,6x8,5x11x32 = 1795 kG > Q = 1498 kG. Vậy không cần tính cốt đai Đặt cốt đai cấu tạo dùng ặ8 thép AI có: Rađ = 1700 kG/cm2; fđ = 0,503; số nhánh đai n = 2. Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: Uct Ê Vậy ta chọn cốt đai ặ8 a150 iv. Tính toán chiếu nghỉ: 1. Sơ đồ làm việc Chiếu nghỉ có 3 đầu tự do kê lên tường, 1 đầu kê lên dầm đỡ chiếu nghỉ. Chiếu nghỉ có kích thước như sau: Ta thấy rằng tỷ số: Tính toán như bản kê 4 cạnh 2. Tải trọng tác dụng lên bản: Tải trọng tính toán lên bản là tải phân bố dều bao gồm tĩnh tải của các lớp tạo bản và hoạt tải người: p = g+q. ị p = 444,2 + 360 = 804,2 kG/m2. 3. Tính nội lực và cốt thép: tra bảng ta có m = 0,042 - Momen ở gối và giữa nhịp là. MI = MII = m.p.l2 = 0,042x804,2x1,32 = 57,08 kG.m - Tính cốt thép: + Cốt thép chịu momen âm: A = (cm2/1m dài) Hàm lượng cốt thép quá nhỏ nên đặt theo cấu tạo là &8 a150 theo cả 2 phương, cốt thép chịu momen âm đặt &8 a150 và dùng &6 a250 để giữ chúng.