THIẾT KẾ CHUNG CƯ SỐ 51 - ĐƯỜNG PHẠM HÙNG Q.5

đến chống cháy khi sử dụng đối với các công trình nhà cao tầng, chiều dày sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình mà sàn chỉ chịu tải trọng đứng. Kích thước tiết diện các bộ phận sàn phụ thuộc vào nhịp của sàn trên mặt bằng và tải trọng tác dụng. Công trình chung cư Mỹ Phước này sẽ sử dụng hệ sàn sườn toàn khối với hệ dầm trực giao. 2.1.1. Kích thước sơ bộ tiết diện dầm Sơ bộ chọn chiều cao dầm theo công thức sau: trong đó: md - hệ số phụ thuộc vào tính chất của khung và tải trọng; md = 8 ÷ 12 - đối với hệ dầm chính, khung một nhịp; md = 12 ÷ 16 - đối với hệ dầm chính, khung nhiều nhịp; md = 16 ÷ 20 - đối với hệ dầm phụ; ld - nhịp dầm. Bề rộng dầm được chọn theo công thức sau 2.1 Bảng 2.1: Chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm Loại dầm Kí hiệu Nhịp dầmld (m) Hệ sốmd Chiều caoh (mm) Bề rộngb (mm) Chọn tiết diệnbxh (mm) Dầm khung D1 7 12 583.33 194.44 300x700 D2 6 12 500.00 166.67 300x700 D3 8 12 666.67 222.22 300x700 Dầm khung DP1 7 16 437.50 145.83 300x500 DP2 6 16 375.00 125.00 300x500 DP3 7 16 437.50 145.83 300x500 DP4 3 16 187.50 62.50 300x500 2.1.2. Chiều dày bản sàn hs Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau: trong đó: D - hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng; ms = 30 ÷ 35 - đối với bản loại dầm; ms = 40 ÷ 45 - đối với bản kê bốn cạnh; l - nhịp cạnh ngắn của ô bản. Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 6cm. Chọn ô sàn S1(4mx7m) là ô sàn có cạnh ngắn lớn nhất làm ô sàn điển hình để tính chiều dày sàn: = = 10cm Vậy chọn hs = 10cm cho toàn sàn nhằm thỏa mãn truyền tải trọng ngang cho các kết cấu đứng. Bảng 2.2: Bảng phân loại ô sàn Kí hiệu Số lượng Cạnh dài ld (m) Cạnh ngắn ln (m) Diện tích (m2) Tỷ sốld/ln Loại sàn S1 24 7 4 28 1.75 Sàn 2 phương S2 12 6 4 24 1.5 Sàn 2 phương S3 2 7 3.6 25.2 1.94 Sàn 2 phương S4 2 3 2 6 1.5 Sàn 2 phương S5 12 4 1.5 6 2.7 Sàn 1 phương S6 2 3.6 1.5 5.4 2.4 Sàn 1 phương S7 4 2.8 1.2 3.36 2.3 Sàn 1 phương S8 4 1.4 1.2 1.68 1.16 Sàn 2 phương Hình 2.1: Mặt bằng dầm sàn tầng điển hình 2.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN 2.2.1. Tĩnh tải Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) bao gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn gstt = g i. di.ni (KG/m2) trong đó: gi - khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i; di - chiều dày lớp cấu tạo thứ i; ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.3 Bảng 2.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn sàn Hình 2.2: Các lớp cấu tạo sàn 2.2.2. Hoạt tải Tải trọng phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737:1995 ([1]) như sau: ptt = ptc.np trong đó: ptc - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo Bảng 3/[1]; np - hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3/[1]: n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2 Theo 4.3.4/ [1] khi tính bản sàn, tải trọng toàn phần trong bảng 3 được phép giảm như sau: Đối với các phòng nêu ở mục 1,2,3,4,5 bảng 3 nhân với hệ số yA1 (A > A1 = 9m2) Đối với các phòng nêu ở mục 6,7,8,10,12,14 bảng 3 nhân với hệ số yA2 (A > A2 = 36m2) trong đó: A - diện tích chịu tải. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.4 Bảng 2.4: Hoạt tải tác dụng lên sàn KH Công năng ld(m) ln(m) Hoạt tảiptc(kG/cm2) ψA n Hoạt tảiptt (kG/cm2) S1 Phòng khách, phòng ngủ, WC, bếp 4 7 150 0.7 1.3 137 S2 Phòng khách, phòng ngủ, WC, bếp,hành lang giữa các phòng 4 6 300 0.7 1.2 252 S3 Phòng ngủ, WC 3.6 7 150 0.7 1.3 137 S4 Hành lang khu vực thang 2 3 300 0.6 1.3 234 S5 Ban công 1.5 4 300 1 1.3 390 S6 Ban công 1.5 3.6 300 1 1.3 390 S7 Ban công 1.2 2.8 300 1 1.3 390 S8 Ban công 1.2 1.4 300 1 1.3 390 2.2.3. Tải trọng tường ngăn Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải phân bố đều trên sàn (cách tính này đơn giản mang tính chất gần đúng).Tải trọng tường ngăn có xét đến sự giảm tải (trừ đi 30% diện tích lỗ cửa), được tính theo công thức sau: . 70% trong đó: lt - chiều dài tường; ht - chiều cao tường; A - diện tích ô sàn (A = ld x ln); gttc - trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn của tường. với: tường 10 gạch ống: gttc = 180 (KG/cm2); tường 20 gạch ống: gttc = 330 (KG/cm2). Kết quả được tính toán trong bảng 2.5. Bảng 2.5: Tải trọng tường ngăn qui đổi KH ls(m) ls(m) As(m2) lt(m) ht(m) bt Trọng lượng tiêu chuẩnγttc (kG/cm2) n Trọng lượng qui đổigtqd (kG/cm2) S1 7 4 28 5.5 3.15 0.1 180 1.3 77.96 S2 6 4 24 7.4 3.15 0.1 180 1.3 122.38 2.3. TÍNH TOÁN CÁC Ô BẢN SÀN 2.3.1. Tính các ô bản làm việc một phương (bản loại dầm) Theo bảng 2.2 thì chỉ có ô sàn S5, S6, S7 là bản làm việc 1 phương. Các giả thiết tính toán: - Các ô bản loại dầm được tính toán như các ô bản đơn, không xét đến ảnh hưởng của các ô bản kế cận. - Các ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi. - Cắt 1m theo phương cạnh ngắn để tính. - Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm. Xác định sơ đồ tính Xét tỉ số để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm. Theo đó: > 3 => Xem bản sàn liên kết ngàm với dầm; 3 => Xem bản sàn liên kết khớp với dầm. Bảng 2.6: Sơ đồ tính bản sàn một phương Ký hiệuô sàn hs(cm) Ký hiệudầm (cm) hd(cm) Tỉ sốhd/hs Liên kết Sơ đồ tính S5 100 D1 700 7 ngàm Dm 300 3 ngàm S6 100 D1 700 7 ngàm Dm 300 3 ngàm S7 100 D1 700 7 ngàm Dm 300 3 ngàm b. Xác định nội lực Hình 2.3: Sơ đồ tính và nội lực bản loại dầm S3 Các giá trị momen: Momen nhịp: Momen gối: trong đó: q = gstt + ptt + gttt Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.6. Bảng 2.7: Nội lực trong các ô bản Ký hiệu ô bản Cạnh ngắnlng(m) Tĩnh tải Hoạt tảip(kG/m2) Tải trọng toàn phầnq(kG/m2) Giá trị moment gs(kG/m2) gt(kG/m2) Mnh(kGm) Mg(kGm) S5 1.5 389.6 0 390 779.6 73.1 146.2 S6 1.5 389.6 0 390 779.6 73.1 146.2 S7 1.5 389.6 0 390 779.6 73.1 146.2 c. Tính toán cốt thép Ô bản loại dầm được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính toán: - a= 15mm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo; - ho : chiều cao có ích của tiết diện; ho = hs – a = 100 – 15 = 85 mm - b = 1000mm: bề rộng tính toán của dải bản. Lựa chọn vật liệu như bảng 2.7. Bảng 2.8: Các đặc trưng vật liệu Diện tích cốt thép được tính bằng công thức sau: trong đó: Kiểm tra hàm lượng cốt thép m theo điều kiện sau: trong đó: (theo bảng 15 /[2]); Giá trị m hợp lý nằm trong khoảng từ 0.3% đến 0.9%. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.9. Bảng2.9: Tính toán cốt thép cho bản loại dầm Kíhiệu M(kGm) b(mm) ho(mm) α A Ftta(cm2) Chọn thép µ% Φ(mm) a(mm) Fa(cm2) S5 Mnh 73.1 1000 85 0.081 0.08 3.32 8 150 3.02 0.39 Mg 146.2 1000 85 0.170 0.16 6.96 10 150 4.71 0.82 S6 Mnh 73.1 1000 85 0.081 0.08 3.32 8 150 3.02 0.39 Mg 146.2 1000 85 0.170 0.16 6.96 10 150 4.71 0.82 S7 Mnh 73.1 1000 85 0.081 0.08 3.32 8 150 3.02 0.39 Mg 146.2 1000 85 0.170 0.16 6.96 10 150 4.71 0.82 3.3.2. Tính các ô bản hai phương Theo bảng 2.2 thì các ô bản hai phương là: S1,S2,S3,S4 và S8. Các giả thiết tính toán: - Ô bản được tính toán như ô bản liên tục, có xét đến ảnh hưởng của ô bản bên cạnh . - Ô bản được tính theo sơ đồ đàn hồi. - Cắt 1 dải bản có bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tính toán. - Nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm. a. Xác định sơ đồ tính Xét tỉ số để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm. Theo đó: > 3 => Xem bản sàn liên kết ngàm với dầm; 3 => Xem bản sàn liên kết khớp với dầm. Bảng 3.9: Sơ đồ tính bản sàn hai phương z Dầm Tỉ số hd/hs Liên kết Sơ đồ tính Kí hiệu hs (mm) Kí hiệu hs (mm) S1 150 D1 700 4.7 ngàm DP1 500 3.3 ngàm D3 500 3.3 ngàm D3 700 4.7 ngàm S2 150 D2 700 4.7 ngàm DP2 500 3.3 ngàm D3 700 4.7 ngàm D3 500 3.3 ngàm S3 150 D1 750 5.0 ngàm DP3 500 3.3 ngàm D3 700 4.7 ngàm D3 750 5.0 ngàm S4 150 D2 750 5.0 ngàm DP4 500 3.3 ngàm DP1 500 3.3 ngàm 0.0 tự do S8 150 D2 750 5.0 ngàm Dm 300 2.0 khớp D3 500 3.3 ngàm Dm 300 2.0 khớp b. Xác định nội lực Cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản để tính nội lực. Hình 2.4: Xác định dãi bản trong tính toán nội lực của bản Do các cạnh ô bản liên kết ngàm với dầm nên chúng thuộc ô bản số 9 trong 11 loại ô bản. Hình 2.5: Ký hiệu nội lực trong bản sàn hai phương Do đó: Momen dương lớn nhất giữa nhịp là: M1 = M’1 + M”1 = m11.P’ + mi1.P” M2 = M’2 + M”2 = m12.P’ + mi2.P” P’ = q’.L1.L2 P” = q”.L1.L q’ = p/2 q” = g + p/2 trong đó: g – tĩnh tải ô bản đang xét; p – hoạt tải ô bản đang xét; i – là số ký hiệu ô bản đang xét. Mô men âm lớn nhất trên gối là: MI = k91.P MII = k92.P P = q.l1.l2 q = gstt + ptt + gttt trong đó: P – tổng tải trọng tác dụng lên ô bản; mi1, mi2, mk1, mk2 – các hệ số được xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào tỷ số l2/l1. Bảng 2.11: Nội lực trong các ô sàn hai phương Kí hiệu Kích thước Tỷsố gstt (kG/m2) gtqd (kG/m2) pstt (kG/m2) P P' P'' l1 (m) l2 (m) (kG) (kG) (kG) S1 4 7 1.8 390 78 137 26208 1932 15036 S2 4 6 1.5 390 122 252 24576 3024 15312 S3 3.6 7 1.9 390 0 137 19656 1739 11567 S4 2 4 2.0 390 0 234 6240 936 4056 S8 1.2 1.4 1.2 390 0 390 1310 328 983 m11 m12 Các hệ số Giá trị mo men (kGm/m) m91 m92 k91 k92 M1 M2 MI MII 0.0485 0.0148 0.0195 0.0060 0.0423 0.0131 386.9 118.8 1108.6 343.3 0.0480 0.0214 0.0208 0.0093 0.0464 0.0206 463.6 207.1 1140.3 506.3 0.0480 0.0133 0.0190 0.0052 0.0408 0.0113 303.2 83.3 816.7 222.1 0.0485 0.0298 0.0095 0.0556 0.0821 0.1155 83.9 253.4 720.3 512.3 0.0426 0.0330 0.0309 0.0214 0.0703 0.0488 44.3 31.8 73.8 63.9 c. Tính toán cốt thép Ô bản được tính như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính toán: - a1 = 15 mm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh ngắn đến mép bê tông chịu kéo; - a2 = 20 mm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép theo phương cạnh dài đến mép bê tông chịu kéo; - h0: chiều cao có ích của tiết diện ( h0 = hs – a); - b = 1000 mm: bề rộng tính toán của dải bản. Đặc trưng vật liệu lấy theo bảng 3.7 Tính toán và kiểm tra hàm lượng m tương tự phần 3.3.1.c. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.12. Bảng 2.12: Tính toán cốt thép cho ô bản S1,S2,S3,S4,S8 Ôbản Mi(kG.m) ho(cm) A a Fatính Chọn thép µ(%) Ф a(mm) Fachọn S1 M1 387 8.5 0.0412 0.042 2.21 8 150 3.02 0.36 M2 119 8.5 0.0127 0.013 2.34 8 150 3.02 0.36 MI 1109 8.5 0.1181 0.126 6.63 10 120 6.28 0.74 MII 343 8.5 0.0365 0.037 2.32 8 120 6.28 0.74 S2 M1 464 8.5 0.0494 0.051 2.67 8 150 3.02 0.36 M2 207 8.5 0.022 0.022 1.17 8 150 3.02 0.36 MI 1140 8.5 0.1214 0.13 6.83 10 120 6.28 0.74 MII 506 8.5 0.0539 0.055 2.92 8 150 4.71 0.55 S3 M1 303 8.5 0.0323 0.033 1.73 8 200 2.52 0.3 M2 83 8.5 0.0088 0.009 1.34 8 200 2.52 0.3 MI 817 8.5 0.087 0.091 4.80 10 200 3.93 0.46 MII 222 8.5 0.0236 0.024 1.26 8 200 2.52 0.3 S4 M1 83 8.5 0.0088 0.009 1.73 8 200 2.52 0.3 M2 250 8.5 0.0266 0.027 1.42 8 200 2.52 0.3 MI 720 8.5 0.0767 0.08 4.20 10 150 4.71 0.55 MII 512 8.5 0.0545 0.056 2.95 8 200 2.52 0.3 S8 M1 45 8.5 0.0048 0.005 2.25 8 200 2.52 0.3 M2 32 8.5 0.0034 0.003 1.18 8 200 2.52 0.3 MI 74 8.5 0.0079 0.008 2.42 8 200 2.52 0.3 MII 65 8.5 0.0069 0.007 1.37 8 200 2.52 0.3 2.3.3. Kiểm tra biến dạng (độ võng) của sàn Tính toán về biến dạng cần phân biệt hai trường hợp, một là khi bê tông vùng kéo của tiết diện chưa hình thành khe nứt, hai là khi bê tông vùng kéo của tiết diện đã có khe nứt hình thành. Ở đồ án này chỉ xác định độ võng f của sàn theo trường hợp thứ nhất. Điều kiện về độ võng: f < [f] Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất 4x7 m để tính, ta có: Độ võng của sàn được tính theo công thức: Trong đó: C = 2 - hệ số xét đến ảnh hưởng của từ biến; - hệ số xét đến biến dạng dẻo của từ biến; ; Suy ra: Khi đó: Thỏa điều kiện: Vậy ô bản đảm bảo yêu cầu về độ võng. 2.3.3 Kết luận Các kết quả tính toán diều thỏa mãn khả năng chịu lực và các điều kiện kiểm tra cho nên các giả thiết ban đầu là hợp lý. 2.4 BỐ TRÍ CỐT THÉP SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Thép sàn tầng điển hình được bố trí trong bản vẽ kết cấu CK – 1/9. ._.