san phang - nacimex

THUYẾT MINH THIẾT KẾ SÀN PHẲNGCÔNG TRÌNH : NACIMEX - CỔ NHUẾ HẠNG MỤC : NHÀ 17 TẦNG

SÀN TẦNG THIẾT KẾ : SÀN TẦNG 12 , 13 , 14

1 : LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SÀN TẦNG 12 , 13 , 14:Do yếu cầu kiến trúc , phải thiết kế 1 dạng mái vát bằng BTCT từ cao trình tầng 12 trở lên nên cần thiết phảithiết kế 1 hệ dầm bẹt chạy theo chu vi tường để đỡ chân tường mái BTCT để tránh các bất lợi cho sàn doở độ cao này kết cấu có các chuyển vị tương đối lớn.Do đó để thống nhất kích thước các cấu kiện BTCT vàđể thuận tiện cho quá trình thi công thì việc sử dụng hệ kết cấu sàn phẳng 2 phương cho các sàn tầng 12,1314 là hợp lý hơn cảSử dụng hệ kết cấu sàn phẳng BTCT có 3 sự lựa chọn sau :

(1a) : Hệ sàn phẳng BTCT không dầm ( có hoặc không có mũ cột )(1b) : Hệ sàn phẳng không dầm ( có hoặc không có mũ cột ) có các dầm biên(1c) : Hệ sàn phẳng có dầm bẹt nối giữa các cột lại với nhau :

Căn cứ vào phương án kết cấu tổng thể công trình nhận thấy rằng phương án kết cấu hệ sàn phẳng có cácdầm bẹt nối giữa các cột là phù hợp với phương án kết cấu tổng thể công trình nhất :

2 : TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀ TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG:

a : Tải trọng tác dụng :

Tên tải trọng tác dụng : đơn vị Giá trị Vị trí đặt lực

Tường BTCT phân bố trên dầm Ton/m 2.7 Phân bố trên dầm biênTĩnh tải lớp cấu tạo sàn khu văn phòng Ton/m2 0.15 Phân bố trên bề mặt sàn

Tĩnh tải lớp cấu tạo sàn khu WC Ton/m2 0.5 Phân bố trên bề mặt sànHoạt tải sàn Ton/m2 0.2 Phân bố trên bề mặt sàn

Tải trọng gió theo phương OX Ton 45.5 Đặt tại tâm khối lượngTải trọng gió theo phương OY Ton 47.63 Đặt tại tâm khối lượngTải trọng động đất phương OX Ton 62.07124 Đặt tại tâm khối lượngTải trọng động đất phương OY Ton 66.437 Đặt tại tâm khối lượng

b : Tiểu chuẩn tính toán áp dụng :

* Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-95* Tiêu chuẩn tính toán thiết kế sàn phẳng 2 phương : TC ACI 318-02* Tiêu chuẩn BTCT : TCVN 365-2005* Phần mềm tính toán : Sap 2000 version 11 , ETAB version 8.5 , 9.0

c : Tiêu chuẩn bố trí cốt thép sàn :

Bố trí cốt thép sàn theo tiêu chuẩn ACI 318-02

3 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỘI LỰC SÀN :

a : Phương pháp trực tiếp ( ACI 318-2002 ) - Không áp dụng :Theo phương pháp này thì sàn phẳng được chia thành các dải bản đông - tây và bắc - nam . Theo các phươngđông - tây , bắc - nam dải bản được chia ra thành các dải bản trên cột và các dải bản giữa nhịp . Khi đó tính mô men Mo=w*Ln*Lo^2/8 ,(w=1.4*DL+1.7*LL) rồi phân bố cho các dải trên cột và giữa nhịp theo các hệ sốcho trong bảng ACI 318-02 . Tuy nhiên do những hạn chế của phương pháp nên việc áp dụng phươngpháp này là không thích hợp .Những hạn chế cơ bản của phương pháp này :

* Không tính toán với tải trọng ngang* Dải đang xét ( dải trên cột hoặc dải giữa nhịp ) phái có ít nhất 3 nhịp trở lên* Tỉ lệ giữa nhịp dài trên nhịp ngắn ô bản <= 2* Tĩnh tải sàn và hoạt tải sàn không chênh lệch nhau quá

b : Phương pháp khung tương đương ( ACI 318-2002 ) - Không áp dụng :Theo phương pháp này sàn phẳng được coi là sự lắp ghép bởi các khung tương đương theo các phươngđông - tây , bắc - nam . Phương pháp khung tương đương có ưu điểm là tính toán được nhiều loại sàn có

kích thước và ô nhịp khác nhau , khắc phục được các hạn chế của phương pháp thiết kế trực tiếp và mô hìnhhoá cho máy tính chạy được .Những hạn chế cơ bản của phương pháp này :

* Không tính toán với tải trọng ngang* Cột khung tương đương có tiết diện khác tiết diện cột khung trong công trình thực tế* Sau khi tính toán nội lực trong khung tương đương xong lại sử dụng các hệ số phân bố mô mencủa phương pháp thiết kế trực tiếp để phân chia nội lực vừa tính được cho dải trên cột và dải giữanhịp là không hợp lý.

c : Phương pháp sử dụng sơ đồ không gian và tính nội lực ô sàn bằng phần mềm tính toán:Nội dung của phương pháp này như sau :Cô lập bộ phận kết cấu gồm cột , dầm , sàn , vách của hệ sàn cần thiết kế . Các cột , vách của tầng dưới đi lêntầng sàn đang xét và từ tầng sàn đang xét đi lên tầng trên được lấy theo đúng tiết diện cột vách thực tế . Cáccột , vách này được coi là liên kết ngàm cứng ở mức sàn bên dưới và bên trên sàn đang xét . Bỏ qua ảnh hưởng tác động của bộ phân kết cấu bên dưới và bên trên sàn đang xét đối với sàn đang xét khi chúng làmviệc tổng thể.Tải trọng kể đến khi phân tích kết cấu bao gồm :

* Tĩnh tải sàn , hoạt tải sàn chất lệch ô theo TCVN 2737-95* Tải trọng gió theo phương OX , OY được đặt tại tâm khối lượng tầng sàn đang xét* Tải trọng động đất theo phương OX , OY được đặt tại tâm khối lượng tầng sàn đang xét

Mô hình hoá ô sàn cho chương trình :* Phân chia bản sàn thành các dải bản trên cột và giữa nhịp theo các phương Đông - Tây , Bắc - Nam* Lấy nội lực tại các nút ô sàn cho các dải bản trên cột và giữa nhịp theo các phương để tính cốt thép Ửu điểm của phương pháp này :

* Kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang đối với bản sàn* Khắc phục được những hạn chế của 2 phương pháp trên* Mô hình kết cấu phản ánh gần sát với thực tế :

Nhựơc điểm của phương pháp này :* Bỏ qua ảnh hưởng của các bộ phận kết cấu không xét đến đối với sự làm việc của ô bản

Kết luận : Từ những ưu điểm trên ta lựa chọn phương pháp sử dụng sơ đồ không gian để thiết kếsàn phẳng

4 : XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC Ô SÀN :Đối với bản sàn phẳng có các dầm nối giữa các cột thì theo ACI 318-02 bề dày bản được xác định thông quatỷ số độ cứng giữa dầm và bản :Công thức xác định tỷ số độ cứng :

(Eb*Ib)/(Es*Is)Trong đó :

Eb , Es : Môduyn đàn hồi của bê tông dầm và bê tông bảnIb : Mô men quan tính của dầm bê tông ở trạng thái chưa bị nứtIs : Mô men quan tính của bản bê tông ở trạng thái chưa bị nứt

a : Số liệu thiết kế cho trước :

Số liêu bê tông Dầm biên Dầm giữa Số liệu về sàn dự kiến

MácE

b - cm h - cm b - cm h - cm MácE

hs - cmkg/cm2 kg/cm2350 300000 80 50 80 50 350 300000 18

b : Số liêu về mô men quan tính của dầm biên và dầm giữa :

Với dầm biên :

Bề rộng dầm : b = 80 cmChiều cao dầm : h = 50 cmChiều cao phần sàn dự kiến : hs = 18 cmBề rộng phần sàn tham gia vào độ cứng bw = 32 cmXác định kích thước tiết diện :Kích thước tiết diện 1 :Bề rộng dầm : b = 80 cmChiều cao dầm : h = 50 cm

Kích thước tiết diện 2 :Bề rộng dầm : b = 32 cmChiều cao dầm : h = 18 cmKích thước tiết diện 3 :Bề rộng dầm : b = 0 cmChiều cao dầm : h = 0 cmXác định toạ độ trọng tâm tiết diện :Đặt hệ trục cơ sở ban đầu xoy tại trong tâm tiết diện 1:Toạ độ trọng tâm tiết diện 1 so với trục xoy :Toạ độ x : x1 = 0 cmToạ độ y : y1 = 0 cmToạ độ trọng tâm tiết diện 2 so với trục xoy :Toạ độ x : x2 = 56 cmToạ độ y : y2 = 16 cmToạ độ trọng tâm tiết diện 3 so với trục xoy :Toạ độ x : x3 = 0 cmToạ độ y : y3 = 0 cmCông thức xác định toạ độ trọng tâm tiết diện so với hệ trục xoy :

X = (Sum(xci*Fi))/(Sum(Fi))

Y = (Sum(yci*Fi))/(Sum(Fi))

Diện tích tiết diện 1 : F1 = 4000 cm^2Diện tích tiết diện 2 : F2 = 576 cm^2Diện tích tiết diện 3 : F3 = 0 cm^2Tổng diện tích : F = 4576 cm^2Toạ độ trọng tâm tiết diện so với hệ xoy : X = 7.048951 cmToạ độ trọng tâm tiết diện so với hệ xoy : Y = 2.013986 cmXác định toạ độ của trọng tâm từng tiết diện đối với hệ trục XOY :Tiết diện 1 :Mô men quán tính lấy đối với trục ox1 : Jx1 = 833333 cm^4Mô men quán tính lấy đối với trục oy1 : Jy1 = 2133333 cm^4Toạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : X1 = 7.048951 cmToạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : Y1 = -2.01399 cmTiết diện 2 :Mô men quán tính lấy đối với trục ox2 : Jx2 = 15552 cm^4Mô men quán tính lấy đối với trục oy2 : Jy2 = 49152 cm^4Toạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : X2 = 48.95105 cmToạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : Y2 = 13.98601 cmTiết diện 3 :Mô men quán tính lấy đối với trục ox3 : Jx3 = 0 cm^4Mô men quán tính lấy đối với trục oy3 : Jy3 = 0 cm^4Toạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : X3 = -7.04895 cmToạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : Y3 = 2.013986 cmXác định mô men quán tính toàn tiết diện đối với hệ trục XOY :Công thức xác định :

JX = Sum(Jxi) + Sum(yi*Sxi) + Sum(yi*yi*Fi)

JY = Sum(Jyi) + Sum(xi*Syi) + Sum(xi*xi*Fi)

Mô men quán tính toàn tiết diện lấy đối với OX :JX = Ib = 977780 cm^4

Mô men quán tính của toàn tiết diện lấy đối với OY :JY = 3761450 cm^4

Với dầm giữa :

Bề rộng dầm : b = 80 cmChiều cao dầm : h = 50 cmChiều cao phần sàn dự kiến : hs = 18 cmBề rộng phần sàn tham gia vào độ cứng bw = 32 cmXác định kích thước tiết diện :Kích thước tiết diện 1 :Bề rộng dầm : b = 80 cmChiều cao dầm : h = 50 cmKích thước tiết diện 2 :Bề rộng dầm : b = 32 cmChiều cao dầm : h = 18 cmKích thước tiết diện 3 :Bề rộng dầm : b = 32 cmChiều cao dầm : h = 18 cmXác định toạ độ trọng tâm tiết diện :Đặt hệ trục cơ sở ban đầu xoy tại trong tâm tiết diện 1:Toạ độ trọng tâm tiết diện 1 so với trục xoy :Toạ độ x : x1 = 0 cmToạ độ y : y1 = 0 cmToạ độ trọng tâm tiết diện 2 so với trục xoy :Toạ độ x : x2 = 56 cmToạ độ y : y2 = 16 cmToạ độ trọng tâm tiết diện 3 so với trục xoy :Toạ độ x : x3 = -56 cmToạ độ y : y3 = 16 cmCông thức xác định toạ độ trọng tâm tiết diện so với hệ trục xoy :

X = (Sum(xci*Fi))/(Sum(Fi))Y = (Sum(yci*Fi))/(Sum(Fi))

Diện tích tiết diện 1 : F1 = 4000 cm^2Diện tích tiết diện 2 : F2 = 576 cm^2Diện tích tiết diện 3 : F3 = 576 cm^2Tổng diện tích : F = 5152 cm^2Toạ độ trọng tâm tiết diện so với hệ xoy : X = 0 cmToạ độ trọng tâm tiết diện so với hệ xoy : Y = 3.57764 cmXác định toạ độ của trọng tâm từng tiết diện đối với hệ trục XOY :Tiết diện 1 :Mô men quán tính lấy đối với trục ox1 : Jx1 = 833333 cm^4Mô men quán tính lấy đối với trục oy1 : Jy1 = 2133333 cm^4Toạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : X1 = 0 cmToạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : Y1 = -3.57764 cmTiết diện 2 :Mô men quán tính lấy đối với trục ox2 : Jx2 = 15552 cm^4Mô men quán tính lấy đối với trục oy2 : Jy2 = 49152 cm^4Toạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : X2 = 56 cmToạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : Y2 = 12.42236 cmTiết diện 3 :Mô men quán tính lấy đối với trục ox3 : Jx3 = 15552 cm^4Mô men quán tính lấy đối với trục oy3 : Jy3 = 49152 cm^4Toạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : X3 = -56 cmToạ độ tâm tiết diện so với hệ XOY : Y3 = 12.42236 cmXác định mô men quán tính toàn tiết diện đối với hệ trục XOY :Công thức xác định :

JX = Sum(Jxi) + Sum(yi*Sxi) + Sum(yi*yi*Fi)JY = Sum(Jyi) + Sum(xi*Syi) + Sum(xi*xi*Fi)

Mô men quán tính toàn tiết diện lấy đối với OX :

JX = Ib = 1093406 cm^4Mô men quán tính của toàn tiết diện lấy đối với OY :

JY = 5844309 cm^4

c : Kiểm tra bề dàyđày sàn dự kiến :Bề dày cần thiết bản sàn được xác định thông qua bề dày cần thiết của ô bản có kích thước lớn nhất

Xét ô bản biên : Trục : A-2,A-3 & B-2,B-3

Nhịp ô bản theo hướng Đông - Tây : L1 = 800 cmNhịp ô bản theo hướng Bắc Nam : L2 = 800 cmNhịp của ô bản khác tiếp giáp trục A : L3 = 0 mBề rộng dầm trục A : b = 80 cmChiều cao dầm trục A : h = 50 cm

Bề rộng bản sàn : bs = 440 cmChiều cao bản sàn dự kiến : hs = 18 cmMô men chống uốn của bản : Is = 213840 cm^4Mô men chống uốn của dầm biên trục A : Ib = 977780 cm^4

4.572486

Nhịp ô bản theo hướng Đông - Tây : L1 = 800 cmNhịp ô bản theo hướng Bắc Nam : L2 = 800 cmNhịp của ô bản khác tiếp giáp trục 2 : L3 = 0 mBề rộng dầm trục 2 : b = 80 cmChiều cao dầm trục 2 : h = 50 cm

Bề rộng bản sàn : bs = 440 cmChiều cao bản sàn dự kiến : hs = 18 cmMô men chống uốn của bản : Is = 213840 cm^4Mô men chống uốn của dầm biên trục 2 : Ib = 977780 cm^4

4.572486

Nhịp ô bản theo hướng Đông - Tây : L1 = 800 cmNhịp ô bản theo hướng Bắc Nam : L2 = 800 cmNhịp của ô bản khác tiếp giáp trục B : L3 = 800 mBề rộng dầm trục B : b = 80 cmChiều cao dầm trục B : h = 50 cm

Bề rộng bản sàn : bs = 800 cmChiều cao bản sàn dự kiến : hs = 18 cmMô men chống uốn của bản : Is = 388800 cm^4Mô men chống uốn của dầm biên trục B : Ib = 1093406 cm^4

2.812259



2.812259

* Xác định hệ số của dầm trục A :

Kích thước bản sàn tham gia vào tính

Tỷ số của cạnh này là :* Xác định hệ số của dầm trục 2 :


Tỷ số của cạnh này là :* Xác định hệ số của dầm trục B :




Tỷ số của cạnh này là :

Kiểm tra bề dày ô sàn dự kiến :Cường độ chịu kéo của cốt thép AII fy = 46058.82 Psi(Qui đổi sang ACI 318-02 )Nhịp thoáng dài nhất của ô bản : Ln = 283.4646 in

13.692373

Bề dày ô sàn cần thiết : hs(cm)= 16.4847052Kết luận : hs - Chọn đạt

Xét ô bản giữa : Trục : B-2,B-3 & C-2,C-3

Nhịp ô bản theo hướng Đông - Tây : L1 = 800 cmNhịp ô bản theo hướng Bắc Nam : L2 = 800 cmNhịp của ô bản khác tiếp giáp trục B : L3 = 800 mBề rộng dầm trục B : b = 80 cmChiều cao dầm trục B : h = 50 cm

Bề rộng bản sàn : bs = 800 cmChiều cao bản sàn dự kiến : hs = 18 cmMô men chống uốn của bản : Is = 388800 cm^4Mô men chống uốn của dầm biên trục B : Ib = 1093406 cm^4

2.812259

Nhịp ô bản theo hướng Đông - Tây : L1 = 800 cmNhịp ô bản theo hướng Bắc Nam : L2 = 800 cmNhịp của ô bản khác tiếp giáp trục C : L3 = 800 mBề rộng dầm trục C : b = 80 cmChiều cao dầm trục C : h = 50 cm

Bề rộng bản sàn : bs = 800 cmChiều cao bản sàn dự kiến : hs = 18 cmMô men chống uốn của bản : Is = 388800 cm^4Mô men chống uốn của dầm biên trục C : Ib = 1093406 cm^4

2.812259



3.749679


Bề rộng bản sàn : bs = 800 cmChiều cao bản sàn dự kiến : hs = 18 cm

Hệ số Giá trị trung bình của 4 phía ô bản xét : m =

* Xác định hệ số của dầm trục B :


Tỷ số của cạnh này là :* Xác định hệ số của dầm trục C :






Mô men chống uốn của bản : Is = 388800 cm^4Mô men chống uốn của dầm biên trục 3 : Ib = 1093406 cm^4

2.812259Kiểm tra bề dày ô sàn dự kiến :Cường độ chịu kéo của cốt thép AII fy = 46058.82 Psi(Qui đổi sang ACI 318-02 )Nhịp thoáng dài nhất của ô bản : Ln = 283.4646 in

13.046614

Bề dày ô sàn cần thiết : hs(cm)= 16.4847052Kết luận : hs - Chọn đạt

5 : KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :Số liệu thép sàn dùng để thiết kế được lấy theo kết quả so sánh chọn lấy kết quả bất lợi nhất của 2 phươngpháp :Phương pháp chính : Sử dụng kết quả tính thép của chương trình SAFE version 8.06 . Kết quả này được

chạy theo số liệu đầu vào của chương trình ETAB version 8.5.Phương pháp kiểm tra : Sử dụng phần mềm SAP 2000 version 10 để chạy nội lực sàn và tính nội lực tại

các nút của phần từ shell rồi từ đó tính ra cốt thép cho sàn.Kết quả thiết kế như sau :Với chương trình SAFE :Chuyển vị lớn nhất theo phương OZ : fmax = 5.2 mmChuyển vị cho phép của sàn theo TCVN : [f]= 20 mmKết luận : Do vong datCốt thép max chịu mô men âm bố trí thép OX : fax(-) = 5.39143 cm2/1mCốt thép max chịu mô men dương bố trí thép OX : fax(+) = 2.91429 cm2/1mCốt thép max chịu mô men âm bố trí thép OY : fay(-) = 9.2 cm2/1mCốt thép max chịu mô men dương bố trí thép OY : fay(+) = 3.94 cm2/1mVới chương trình SAP :Chuyển vị lớn nhất theo phương OZ : fmax = 6.218 mmChuyển vị cho phép của sàn theo TCVN : [f]= 20 mmKết luận : Do vong datCốt thép max chịu mô men âm bố trí thép OX : fax(-) = 4.46429 cm2/1mCốt thép max chịu mô men dương bố trí thép OX : fax(+) = 4.04266 cm2/1mCốt thép max chịu mô men âm bố trí thép OY : fay(-) = 7.14286 cm2/1mCốt thép max chịu mô men dương bố trí thép OY : fay(+) = 5.13393 cm2/1m

Bảng lựa chọn cốt thép bố trí :

Tên đối tượng : Kết quảMác bê tông cốt thép sàn : 350Mác cốt thép sàn : AIIBề dày sàn BTCT : 18 cmCốt thép chịu mô men âm phương OX : 5.391429 cm2/mCốt thép chịu mô men dương phương OX : 4.042659 cm2/mCốt thép chịu mô men âm phương OY : 9.2 cm2/mCốt thép chịu mô men dương phương OY : 5.133929 cm2/m

Tỷ số của cạnh này là :

Hệ số Giá trị trung bình của 4 phía ô bản xét : m =

CÔNG TY THHH ARCHIPEL

THUYẾT MINH THIẾT KẾ SÀN TẦNG 12

CÔNG TRÌNH : NACIMEX - CỔ NHUẾ

HẠNG MỤC : NHÀ 17 TẦNG

HÀ NỘI 2007

san phang - nacimex

Documents