Thiết kế Viện Thánh kinh

bộ kớch thước tiết diện dầm Chiều cao tiết diện dầm hd được chọn theo nhịp: ( 2.1 ) trong đú: l d - nhịp dầm đang xột; md - hệ số phụ thuộc vào tớnh chất của khung và tải trọng; md = 12 á 16 đối với dầm chớnh của khung ngang nhiều nhịp; md = 16 á 20 đối với dầm phụ. Chiều rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng ( 2.2 ) Để thuận tiện thi cụng chọn hd và bd là bội số của 50 mm. Kớch thước tiết diện dầm chọn sơ bộ: -Dầm chớnh (bxh):300x600 -Dầm phụ (bxh) :200x400 II.1.2. Chiều dày bản sàn hs Trong tớnh toỏn nhà cao tầng sàn được cấu tạo sao cho được xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang, do đú bề dày của sàn phải đủ lớn để: Tải trọng ngang truyền vào vỏch cứng, lừi cứng thụng qua sàn. Sàn khụng bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (giú, bóo, động đất...) ảnh hưởng đến cụng năng sử dụng. Chiều dày bản sàn phụ thuộc vào nhịp và tải trọng tỏc dụng. Sơ bộ xỏc định chiều dày hs theo biểu thức: ( 2.3 ) trong đú . m = 30 á 35 - bản loại dầm; . m = 40 á 45 - bản kờ bốn cạnh; . l - Nhịp bản, đối với bản kờ 4 cạnh l = lng ; . D = 0.8 á 1.4 - hệ số phụ thuộc tải trọng. Đối với nhà dõn dụng thỡ chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 6 cm Vậy chọn bề dày sàn: hs=12cm cho toàn sàn Với những điều kiện trờn, cỏc ụ sàn được phõn loại theo bảng 2.2 sau : Bảng 1.2 : Phõn loại ụ sàn Số hiệu ụ sàn lng (m) ld (m) Tỷ số ld/lng Diện tớch (m2) Loại ụ bản S1 4 7.2 1.80 28.80 bản 2 phương S2 3.75 4.7 1.2 13.88 bản 2 phương S3 3.7 3.75 1.01 16.88 bản 2 phương S4 3.7 4.8 1.30 17.76 bản 2 phương S5 1.2 3.7 3.08 4.44 bản 1 phương S6 1.2 4.5 3.75 5.40 bản 1phương S7 1.1 1.2 1.09 1.32 bản 2 phương S8 1.1 4.2 3.82 4.62 bản 1 phương S9 1.1 1.8 1.64 1.98 bản 2 phương S10 1.2 2.4 2.00 2.88 bản 2 phương S11 1.8 2.4 1.33 4.32 bản 2 phương S12 1.2 4.7 1.80 28.80 bản 2 phương S13 4.7 4.8 1.02 22.56 bản 2 phương S14 1.8 4.7 2.61 8.46 bản 1 phương S15 1.6 4 2.50 6.40 bản 1 phương S16 3.75 4 1.07 15.00 bản 2 phương S17 1.5 1.6 1.07 2.40 bản 2 phương Hỡnh 2.1 : Mặt bằng dầm sàn tầng điển hỡnh Hỡnh 2.2 : Cỏc lớp cấu tạo sàn II.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LấN BẢN SÀN Tải trọng trờn bản sàn gồm cú II.2.1. Tải trọng thường xuyờn (tĩnh tải) Bao gồm trọng lượng bản thõn cỏc lớp cấu tạo sàn: g = ồgi.di.ngi ( 2.4 ) trong đú: . gI - khối lượng riờng lớp cấu tạo thứ I ; . di - chiều dày lớp cấu tạo thứ i; . ngi - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i. Bảng 2.3 : Tĩnh tải tỏc dụng lờn sàn STT Cỏc lớp cấu tạo g (daN/m3) d (mm) n gtc (daN/m2) gtt (daN/m2) 1 Lớp gạch ceramic 2000 10 1.1 20 22 2 Lớp vữa lút 1800 30 1.3 54 70.2 3 Lớp bờtụng chống thấm 2200 50 1.1 110 121 4 Bản BTCT 2.5 100 1.1 250 275 5 Lớp vữa trỏt 1.8 15 1.3 27 35.1 6 Đường ống KT + trần treo 1.2 100 120 Vậy tĩnh tải đối với sàn tầng (phũng ngủ, phũng khỏch, bếp, hành lang) là gtt = 545,7 (daN/m2), đối với sàn õm (WC, Balcony, sõn phơi) thỡ gtt = 666,7 (daN/m2) Nhận xột: Ta thấy tải trọng tỏc dụng lờn sàn tầng và sàn õm khụng chờnh lệch nhau nhiều nờn để đơn giản, thuận tiện trong việc tớnh toỏn ta lấy tải trọng tỏc dụng lờn sàn như sau gtt = (545,7 + 666,7)/2 = 606,2 (daN/m2) II.2.2. Tải trọng tạm thời (hoạt tải) Tải trọng tiờu chuẩn phõn bố đều trờn sàn lấy theo TCVN 2737 –1 995. ptt = ptc.np ( 2.5 ) trong đú: . ptc - tải trọng tiờu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737–1995; . np - hệ số độ tin cậy : n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2 Ta nhận thấy rằng, hoạt tải chọn theo chức năng của từng phũng khụng chờnh lệch nhiều. Cỏc phũng ngủ, phũng khỏch, bếp vệ sinh giỏ trị hoạt tải là 150 kg/m2, sõn vườn là 200kg/m2, hành lang và sảnh thang mỏy là 300 kg/m2. Vỡ thế để thuận tiện cho việc tớnh toỏn cũng như bố trớ cốt thộp sau này ta lấy cỏc giỏ trị hoạt tải như sau: Tất cả cỏc ụ sàn (trừ hành lang và sảnh thang mỏy) lấy ptc = 200 kg/m2, n = 1,2 Hành lang và sảnh thang mỏy lấy ptc = 300 kg/m2, n = 1,2 II.2.3 Tải trọng tường ngăn Trọng lượng tường ngăn qui đổi thành tải phõn bố đều trờn sàn (cỏch tớnh này đơn giản mang tớnh chất gần đỳng ). Tải trọng của cỏc tường ngăn cú kể đến hệ số giảm tải (trừ đi 30% diện tớch ụ cửa) xỏc định theo cụng thức: ( 2.6 ) trong đú: .lt - chiều dài tường (m); . ht - chiều cao tường (m); . gtc - trọng lượng đơn vị tiờu chuẩn của tường: gtc = 330 (daN/m2) với tường 20 gach ống; gtc = 180 (daN/m2) với tường 10 gạch ống; .ld,lng - kớch thước cạnh dài và cạnh ngắn ụ sàn cú tường. Căn cứ vào mặt bằng kiến trỳc cụng trỡnh và tớnh toỏn sơ bộ tải trọng tường trờn cỏc ụ sàn. Ta cú tải trọng tường phõn bố đều lờn sàn là gtt = 220 daN/m2. Vậy tổng tải tớnh toỏn tỏc dụng lờn sàn: . Đối với sàn cỏc phũng bỡnh thường(trừ hành lang và sảnh TM): qtt = gtlbt + gtuong + ptt = 606,2 + 220 + 200x1.2 = 1066,2 (daN/m2) . Đối với hành lang và sảnh TM: qtt = gtlbt + gtuong + ptt = 606,2 + 220 + 300x1.2 = 1186.2 (daN/m2) II.3. TÍNH TOÁN CÁC ễ BẢN II.3.1. Tớnh toỏn ụ bản dầm Theo bảng 2.2 thỡ cỏc ụ sàn S5,S6,S8,S14,S15 làm việc 1 phương .Dựng ụ sàn S14(cú ln lớn nhất) tớnh cho cỏc sàn cũn lại Cỏc giả thiết tớnh toỏn: Cỏc ụ bản loại dầm được tớnh toỏn như cỏc ụ bản đơn Cỏc ụ bản được tớnh như sơ đồ đàn hồi. Cắt 1m theo phương cạnh ngắn để tớnh. Nhịp tớnh toỏn là khoảng cỏch giữa 2 trục dầm. Xỏc định sơ đồ tớnh Chọn sơ đồ tớnh của ụ bản trờn là dầm đơn giản l l 1m n d b. Xỏc định nội lực Hỡnh 1.3 : Sơ đồ tớnh sàn (ụ bản dầm) Cỏc giỏ trị momen tớnh theo cụng thức sau: Momen nhịp: (2.7) Momen gối: (2.8) trong đú: qtt (kg/m2) - tải trọng toàn phần (2.9) Đối với hành lang lấy theo tiờu chuẩn được p = 300 daN/m2, n=1,2 Bảng1.4 : NỘI LỰC CHO ễ BẢN DẦM ễ sàn Nhịp Tĩnh tải Hoạt tải Tải trong toàn phần Giỏ trị mụmen ln gtlbttt gtuongtt ptt qtt Mn Mg (m) (daN/m2) (daN/m2) (daN/m2) (daN/m2) (daN.m) (daN.m) S14 1.8 606.2 220 360 1216.2 164.187 328.374 c. Tớnh toỏn cốt thộp Cốt thộp được tớnh toỏn với dải bản cú bề rộng b = 1m và được tớnh toỏn như cấu kiện chịu uốn. ( 2.10 ) trong đú: ; ( 2.11 ) ; ( 2.12 ) b = 100cm: bề rộng dải tớnh toỏn; h0 = hb – a: chiều cao cú ớch của tiết diện; Giả thiết a = 2cm : khoảng cỏch từ mộp bờtụng chịu kộo đến trọng tõm cốt thộp chịu kộo đ h0 = 12 – 2 = 10 cm Lựa chọn vật liệu như bảng 2.5 Bảng 1.5 : Đặc trưng vật liệu sử dụng tớnh toỏn Bờ tụng B30 Cốt thộp CI aR xR Rb(MPa) Rbt (MPa) Ea (MPa) RS (MPa) R'S (MPa) Ea (MPa) 17 1.2 3,25.104 225 225 21.104 0.427 0.618 Kiểm tra hàm lượng cốt thộp theo điền kiện sau : ( 2.13 ) với: . ( 2.14 ) . Theo TCVN lấy mmin = 0.05% Giỏ trị m hợp lý nằm trong khoảng từ 0.3% đến 0.9% Kết quả tớnh toỏn cốt thộp được lập thành bảng 2.6 Bảng 1.6 : Tớnh toỏn cốt thộp cho bản sàn loại dầm ễ bản Mụmen (daN.m) b (cm) h0 (cm) am x Astt (cm) Thộp chọn m (%) Kiểm tra F (mm) a (mm) As (cm2) S14 Mnh 164.187 100 10 0.010 0.010 0.73 6 200 1.42 0.14 Thoả! Mg 328.34 100 10 0.019 0.020 1.47 6 200 1.42 0.14 Thoả! II.3.2. Tớnh toỏn cỏc ụ bản làm việc 2 phương (bản kờ 4 cạnh) Theo bảng 1.2 cỏc ụ bản là bản kờ 4 cạnh là:S1,S2,S3,S4,S7,S9,S10,S11,S12,S13,S16,S17,S18,S19 Phươn phỏp tớnh: ễ bản được tớnh toỏn như ụ bản liờn tục, cú xột đến ảnh hưởng của ụ bản bờn cạnh . ễ bản được tớnh theo sơ đồ đàn hồi . Cắt 1 dải bản cú bề rộng là 1m theo phương cạnh ngắn và cạnh dài để tớnh toỏn . Nhịp tớnh toỏn là khoảng cỏch giữa 2 trục dầm . Xỏc định sơ đồ tớnh Xột tỉ số để xỏc định liờn kết giữa bản sàn với dầm. Theo đú : ≥ 3 => Bản sàn liờn kết ngàm với dầm; Bản sàn liờn kết khớp với dầm; Xỏc định nội lực Do cỏc cạnh của ụ bản liờn kết với dầm là ngàm nờn ứng với ụ thứ 9 trong 11 loại ụ bản. Hỡnh 1.4 : Sơ đồ tớnh sàn (ụ bản kờ) Do đú, momen dương lớn nhất giữa nhịp là : M1 = M1’ + M1’’ = m11.P’+ mi1.P’’ ( 2.15 ) M2 = M1’ + M1’’ = m12.P’+ mi2.P’’ ( 2.16 ) Với P’ = q’.l1.l2 ( 2.17 ) P’’ = q’’.l1.l2 ( 2.18) q’ = ( 2.19) q’’ = ( 2.20) trong đú: g - tĩnh tải ụ bản đang xột ; p - hoạt tải ụ bản đang xột ; mi1 , mi2 - i là loại ụ bản số mấy, 1 (hoặc 2) là phương của ụ bản đang xột. Trong trường hợp đang tớnh toỏn i= 9 . Moment õm lớn nhất trờn gối : MI = k91.P ( 2.21 ) MII = k91.P ( 2.22 ) Với : P = q.l1.l2 ( 2.23 ) q = gstt + pstt + gttt ( 2.24 ) Trong đú : P – tổng tải tỏc dụng lờn ụ bản . m11 , m12 , k91 , k92 - hệ số tra bảng 1-19 [25], phụ thuộc vào sơ đồ thứ i(i=9), và phụ thuộc vào tỉ số l2/lKết quả tớnh toỏn được trỡnh bày theo bảng 1.8 Bảng 1.8 : Nội lực trong cỏc ụ bản kờ 4 cạnh ễ bản l1 (m) l2 (m) l2/l1 m11 m12 m91 m92 k91 k92 S1 4 7.2 1.80 0.0485 0.0145 0.0195 0.006 0.0423 0.0131 S2 3.5 3.75 1.07 0.0393 0.0336 0.0189 0,0167 0,0442 0,0385 S3 3.75 4.5 1.20 0.0428 0.0298 0.0204 0.0142 0.0468 0.0325 S4 3.7 4.8 1.30 0.0452 0.0268 0.0208 0.0121 0.0475 0.0281 S7 1.1 1.2 1.09 0.0396 0.03322 0.01926 0.0163 0.04474 0.03764 S9 1.1 1.8 1.64 0.0486 0.0181 0.0203 0.0075 0.0447 0.0167 S10 1.2 2.4 2.00 0.0473 0.0118 0.0183 0.0046 0.0392 0.0098 S11 1.2 4.7 1.80 0.0485 0.0145 0.0195 0.006 0.0423 0.0131 S12 1.8 2.4 1.33 0.0457 0.0259 0.0209 0.0118 0.0474 0.0269 S13 4.7 4.8 1.02 0.0372 0.0355 0.01822 0.01758 0.0425 0.04078 S16 3.75 4 1.07 0.039 0.0336 0.0189 0.0167 0.0442 0.0385 S17 1.5 1.6 1.07 0.039 0.0336 0.0189 0.0167 0.0442 0.0385 STT l2 l1 l2 / l1 gtt ptt p' p'' p=p'+p'' OÂ SAỉN (daN/m2) (daN/m2) S1 4 7.2 1.8 826.20 360 5184.0 18987.6 24162.6 S2 3.7 3.75 1.01 826.20 240 1665.0 13128.5 14793.5 S3 3.75 4.5 1.2 826.20 240 2025.0 15967.1 17992.1 S4 3.7 4.8 1.3 826.20 240 2131.2 16804.5 18935.7 S7 1.1 1.2 1.09 826.20 360 237.6 1328.2 1565.8 S9 1.1 1.8 1.64 826.20 360 356.4 1992.3 2348.7 S10 1.2 2.4 2 826.20 240 345.6 2725.1 3070.7 S11 1.2 4.7 1.8 826.20 240 676.8 5336.6 6013.4 S12 1.8 2.4 1.33 826.20 240 518.4 4087.6 4606.0 S13 4.7 4.8 1.02 826.20 240 2707.2 18246.6 21053.5 S16 3.75 4.7 1.25 826.20 240 2115.0 16676.8 18791.8 S17 3.5 3.75 1.07 826.20 240 1575.0 12418.9 13993.9 S18 3.75 4 1.07 826.20 240 1800.0 14193.0 15993.0 S19 1.5 1.6 1.07 826.20 240 288.0 2270.9 2558.9 c.Tớnh toỏn cốt thộp ễ bản được tớnh như cấu kiện chịu uốn . Giả thiết tớnh toỏn : a1,a2 = 2cm - Khoảng cỏch từ trọng tõm cốt thộp theo phương cạnh ngắn, cạnh dài đến mộp bờ tụng chịu kộo ; h0 - chiều cao cú ớch của tiết diện (h0 = hs – a) ; b = 100 - bề rộng tớnh toỏn của dải bản. đặc trưng vật liệu lấy theo bảng1.5 Tớnh toỏn và kiểm tra hàm lượng m tương tự phần 2.4.1.c. Kết quả tớnh toỏn được trỡnh bày trong bảng 2.9. Bảng 1.9 : Tớnh toỏn cốt thộp cho sàn loại bản kờ 4 cạn Mụmen (daN.m) b (cm) h0 (cm) am x Astt (cm) Thộp chọn m (%) Kiểm tra F (mm) a (mm) As (cm2) S1 M1 816.51 100 10 0.048 0.049 3.721 8 130.0 3.87 0.14% Thoả! M2 249.04 100 10 0.015 0.015 1.115 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 1445.08 100 10 0.085 0.089 6.722 10 100 7.85 0.79% Thoả! MII 447.53 100 10 0.026 0.027 2.016 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S2 M1 198.37 100 10 0.018 0.018 1.138 8 200 2.51 0.31% Thoả! M2 356.5 100 10 0.038 0.039 2.020 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 622.81 100 10 0.037 0.037 2.821 8 160.0 3.14 0.31% Thoả! MII 609.49 100 10 0.036 0.037 2.759 8 160.0 3.14 0.31% Thoả! S3 M1 412.4 100 10 0.024 0.025 1.856 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 287.08 100 10 0.017 0.017 1.287 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 842.03 100 10 0.050 0.051 3.840 10 200.0 3.93 0.39% Thoả! MII 584.74 100 10 0.034 0.035 2.645 8 160.0 3.14 0.31% Thoả! S4 M1 445.86 100 10 0.026 0.027 2.008 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 260.45 100 10 0.015 0.015 1.167 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 899.45 100 10 0.053 0.054 4.109 8 120.0 4.19 0.42% Thoả! MII 532.09 100 10 0.031 0.032 2.403 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S7 M1 34.99 100 10 0.002 0.002 0.156 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 29.54 100 10 0.002 0.002 0.131 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 70.05 100 10 0.004 0.004 0.312 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MII 58.94 100 10 0.003 0.003 0.262 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S9 M1 57.76 100 10 0.003 0.003 0.257 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 21.39 100 10 0.001 0.001 0.095 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 104.98 100 10 0.006 0.006 0.468 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MII 39.22 100 10 0.002 0.002 0.175 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S10 M1 66.21 100 10 0.004 0.004 0.295 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 16.61 100 10 0.001 0.001 0.074 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 120.37 100 10 0.007 0.007 0.537 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MII 30.09 100 10 0.002 0.002 0.134 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S11 M1 136.88 100 10 0.008 0.008 0.611 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 41.83 100 10 0.002 0.002 0.186 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 254.36 100 10 0.015 0.015 1.139 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MII 7.78 100 10 0.000 0.000 0.035 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S12 M1 109.12 100 10 0.006 0.006 0.487 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 61.66 100 10 0.004 0.004 0.275 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 218.32 100 10 0.013 0.013 0.977 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MII 123.9 100 10 0.007 0.007 0.553 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! S13 M1 489.64 100 10 0.029 0.029 1.000 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 471.37 100 10 0.028 0.028 2.125 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 1022.27 100 10 0.060 0.062 4.689 8 100.0 5.03 0.50% Thoả! MII 980.9 100 10 0.058 0.059 4.493 8 100.0 5.03 0.50% Thoả! S16 M1 338.45 100 10 0.020 0.020 1.000 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! M2 297.5 100 10 0.018 0.018 1.334 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 706.9 100 10 0.042 0.042 3.210 8 150.0 3.35 0.34% Thoả! MII 615.73 100 10 0.036 0.037 2.788 8 160.0 3.14 0.31% Thoả! S17 M1 54.15 100 10 0.003 0.003 0.241 8 200.0 2.51 0.14% Thoả! M2 47.6 100 10 0.003 0.003 0.212 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MI 113.1 100 10 0.007 0.007 0.504 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! MII 98.52 100 10 0.006 0.006 0.439 8 200.0 2.51 0.25% Thoả! Nhận xột: Vậy cỏc kớch thước chọn sơ bộ ban đầu của sàn là thoả món cỏc yờu cầu về thiết kế sàn bờ tụng cốt thộp. Khi thi cụng , thộp chịu mụ men õm ở 2 ụ bản kề nhau sẽ lấy giỏ trị lớn để bố trớ. II.4. Kiểm tra độ vừng cỏc ụ bản Chọn ụ bản S1(4x7.2m) dựng để kiểm tra độ vừng,cụng thức kiểm tra độ vừng: (:hệ số phụ thuộc tỉ số L2/L1) . q=24162.6(daN/m2) ;a=4m . Vậy độ vừng của ụ bản: =thừa yờu cầu độ vừng cho phộp ._.