CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 3 ĐẾN TẦNG 9) 26 1.1. MẶT BẰNG HỆ DẦM SÀN
1.7. SƠ ĐỒ TÍNH VÀ XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
1.7.1. Sơ đồ tính.
Có thể dùng theo 2 cách:
1.7.1.1. Tính nhƣ bản đơn (dùng cách này để tính toán).
Xem từng ô bản chịu lực độc lập với nhau, tải trọng ở ô này không ảnh hưởng đến ô liền kề, cách này phù hợp khi ta chọn hệ dầm đỡ sàn có độ cứng chống uốn, chống xoắn lớn hd ≥3hs.
Sơ đồ tính: xét tính chất các cạnh tựa của bản, khi độ cứng của dầm đỡ bản thỏa hd≥3hs có thể xem nhƣ bản tựa ngàm, nếu hd<3hs xem là khớp (không phù hợp khi tính nội lực bản nhƣ bản đơn).
1.7.1.2. Tính nhƣ bản liên tục.
Xem tải trọng tác dụng lên ô bản này có ảnh hưởng đến các ô xung quanh (vì bê tông cốt thép của bản sàn thi công toàn khối), cách này phù hợp với điều kiện thực tế của bản, nên dùng khi hệ dầm sàn có độ cứng chống uốn, chống xoắn nhỏ. Xác định nội lực bản liên tục theo phần mềm Etabs hay Safe (chú ý cần khai báo sao cho phần tử shell của bản và phần tử frame của dầm làm việc đồng thời). Nên tách hoạt tải bản dạng ô cờ rồi tổ hợp. Tính gần đúng nội lực cho từng dải giữa bản có thể áp dụng chất hoạt tải cách nhịp, liền nhịp nhƣ bài toán chất tải của dầm liên tục.
1.7.2. Xác định nội lực:
Tính theo phương pháp tính ô bản đơn.
1.7.2.1. Đối với ô sàn loại bản dầm: (L2/L1>2)
Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh ngắn, tại vị trí trung tâm bản, cắt 1 dải bản rộng 1m theo cạnh ngắn, tính nhƣ dầm một nhịp, gối tựa của bản dầm lấy tùy thuộc vào độ cứng của dầm đỡ bản, nếu hd ≥3hs có thể xem nhƣ tựa ngàm, nếu hd<3hs xem là khớp, nhƣng vẫn phải bố trí thép chịu moment âm tại gối bằng hàm lƣợng thép àmin. Khụng tớnh nội lực theo phương cạnh dài nhưng vẫn bố trớ thộp nhịp và gối bằng hàm lƣợng thộp àmin.
Kích thước các cấu kiện dầm sàn trong công trình như sau:
- Chiều dày sàn hs=110mm
- Chiều cao dầm chính: hd=750mm - Chiều cao dầm phụ: hd=550mm
d s
h 550
5 3 h 110
nên 2 đầu gối tựa của bản dầm là 2 đầu ngàm
Sơ đồ tính là dầm hai đầu ngàm, nhịp tính toán bằng khoảng cách hai trục dầm nhƣ sau:
Hình 1.5: Phương cắt dải bản để tính
M goái
M nhòp
M goái
Hình 1.6: Sơ đồ tính ô bản chịu lực 1 phương Moment lớn nhất tại nhịp:
2 nh
M ql (daN.m)
24 Moment lớn nhất tại gối:
2 g
M ql (daN.m)
12 Với :
q: Tải trọng tác dụng lên 1m sàn theo phương cạnh ngắn (daN/m) l: Chiều dài ô sàn theo phương cạnh ngắn (m)
q
Các ô bản loại bản dầm:
Tên ô bản Nhịp L1 (m)
Nhịp L2 (m)
Tỷ Lệ L2/L1
Loại ô bản
S12 2.875 9 3.13 Bản dầm
S14 1.9 9 4.74 Bản dầm
S18 1.375 3.3 2.40 Bản dầm
1.7.2.2. Đối với ô sàn loại bản kê 4 cạnh: (L2/L1≤2)
Bản chịu lực hai phương, có thể tính nội lực theo hai cách sau:
Tính nhƣ bản đơn, xét tỷ số hd/3hs (chiều cao dầm/chiều dày bản sàn) để xem là ngàm hay khớp (hd≥3hs: ngàm, hd<3hs: khớp) tính nội lực của từng dải bản rộng 1m tại giữa nhịp theo cả hai phương, moment gối và moment nhịp của các dải bản này xác định theo chỉ dẫn tính bằng bảng tra 11 sơ đồ (theo Sổ tay kết cấu - Vũ Mạnh Hùng).
Khi gán sơ đồ cạnh tựa khớp, không có moment để tính thép gối, ta vẫn phải bố trí thộp gối ớt nhất bằng àmin.
Hàm lƣợng thộp àmin cho bản cú thể lấy ỉ6a200 cho thộp nhịp và ỉ8a200 cho thép gối.
Moment dương lớn nhất ở giữa bản:
M1 = mi1 . P M2 = mi2 . P
Moment âm lớn nhất ở trên gối:
M1 = ki1 . P M2 = ki2 . P Sơ đồ tính:
Trong đó:
- i = 1, 2, 3,…, 11: Là chỉ số loại ô bản.
- Chỉ số 1, 2: Tương ứng theo phương cạnh ngắn và cạnh dài.
- M1, M2: Lần lượt là moment giữa nhịp theo phương cạnh ngắn và cạnh dài.
- MI, MII: Lần lượt là moment gối theo phương cạnh ngắn và cạnh dài.
- P: Tổng tải trọng tập trung lên bản đƣợc xác định nhƣ sau:
P = qtt . L1 . L2
Các hệ số: mi1, mi2, ki1, ki2 (tra bảng phụ thuộc tỷ số L2/L1 và loại ô bản).
Kích thước các cấu kiện dầm sàn trong công trình như sau:
- Chiều dày sàn hs=110mm
- Chiều cao dầm chính: hd=750mm - Chiều cao dầm phụ: hd=550mm
d s
h 550
5 3
h 110
nên ô bản có 4 cạnh ngàm, thuộc dạng sơ đồ số 9.
Hình 1.7: Sơ đồ tính ô bản chịu lực 2 phương theo sơ đồ số 9
L
L L
q1
MI
M1
2
1 1
L2
MIi M2
q2
MII MII M MI1
M2 MI
Tất cả các ô sàn này đều có dạng sơ đồ 9 do đó các công thức trên viết lại thành:
M1 = m91 . P M2 = m92 . P MI = k91 . P MII = k92 . P
Các ô bản loại bản kê 4 cạnh:
Tên ô bản Nhịp L1 (m)
Nhịp L2 (m)
Tỷ Lệ L2/L1
Loại ô bản
S1 4.5 4.5 1.00 Bản kê 4 cạnh
S2 4.25 4.5 1.06 Bản kê 4 cạnh
S3 4.25 5 1.18 Bản kê 4 cạnh
S4 4.5 5 1.11 Bản kê 4 cạnh
S5 4.5 6.35 1.41 Bản kê 4 cạnh
S6 4.5 6.4 1.42 Bản kê 4 cạnh
S8 2.65 4.5 1.70 Bản kê 4 cạnh
S9 2.65 2.65 1.00 Bản kê 4 cạnh
S10 5.1 6.1 1.20 Bản kê 4 cạnh
S11 4.5 6.1 1.36 Bản kê 4 cạnh
S13 2.9 3.45 1.19 Bản kê 4 cạnh
S15 3.7 4.975 1.34 Bản kê 4 cạnh
S16 3.7 4.025 1.09 Bản kê 4 cạnh
S17 5.625 5.7 1.01 Bản kê 4 cạnh