ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRỊNH ANH TUẤN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KẾT CẤU SÀN HIỆU QUẢ CHO NHÀ NHỊP NHỎ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hồn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS ĐÀO NGỌC THẾ LỰC Phản biện 1: PGS.TS TRƯƠNG HỒI CHÍNH Phản biện 2: PGS.TS PHẠM THANH TÙNG Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp họp Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 18 tháng 05 năm 2019 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, công tác thiết kế thi công nhà dân dụng sử dụng phương thức truyền thống giải pháp sàn BTCT đổ toàn khối hay việc sử dụng hệ lớn ván khuôn chống cho thi công sàn Những vấn đề ảnh hưởng lớn đến giá thành cơng trình xây dựng thời gian hồn thành cơng trình Do cần có phải pháp kết cấu, thi công hiệu nhằm rút ngắn thời gian chi phí xây dựng để đáp ứng nhu cầu lớn nhà Ý tưởng giải pháp kết cấu sàn bán lắp ghép sử dụng sàn deck (tấm tôn) vừa làm ván khuôn giai đoạn thi công cốt thép chịu kéo giai đoạn sử dụng sàn kết hợp với hệ tường chịu lực sử dụng gạch block không nung, giải pháp giải vấn đề thi công loại bỏ hệ ván khuôn chống làm cho kết cấu sàn nhẹ giúp giảm tải trọng cho móng thuận tiện cho việc sử dụng kết cấu tường chịu lực thay cho giải pháp khung Như vậy, với quan điểm luận văn thực đề tài: “Nghiên cứu giải pháp kết cấu sàn hiệu cho nhà nhịp nhỏ” Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu giải pháp kết cấu sàn sử dụng xây dựng để từ đề xuất giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ; - Nghiên cứu tính tốn, thiết kế cho giải pháp sàn đề xuất; - Thực ví dụ tính tốn cụ thể cho sàn đề xuất; - So sánh với hệ sàn bê tơng cốt thép để đánh giá tính hiệu giải pháp sàn đề xuất; Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ - Phạm vi nghiên cứu: Xây dựng gıải pháp kết cấu sàn hıệu cho nhà nhịp nhỏ Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu giải pháp kết cấu sàn sử dụng xây dựng để từ đề xuất giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ; - Nghiên cứu tính toán, thiết kế cho giải pháp sàn đề xuất so sánh với hệ sàn bê tông cốt thép để đánh giá tính hiệu giải pháp sàn đề xuất Kết dự kiến - Đề xuất giải pháp cấu tạo kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ; - Xây dựng trình tự tính tốn thiết kế cho giải pháp sàn đề xuất; - Đánh giá tính hiệu giải pháp so với kết cấu sàn truyền thống Bố cục đề tài Mở đầu: Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Chương 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP SÀN TRONG NHÀ DÂN DỤNG Chương 2: CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ XUẤT CHO NHÀ NHỊP NHỎ Chương 3: VÍ DỤ TÍNH TỐN Kết luận kiến nghị CHƯƠNG - TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP SÀN TRONG NHÀ DÂN DỤNG 1.1 Các giải pháp sàn sử dụng xây dựng 1.1.1 Sàn bê tông cốt thép tồn khối 1.1.2 Sàn bê tơng dự ứng lực 1.1.3 Sàn liên hợp thép bê tông 1.1.4 Sàn bê tơng cốt thép lắp ghép 1.1.5 Sàn bóng 1.1.6 U-boot Beton (Ubot Beton) 1.2 Các giải pháp sàn sử dụng cho nhà nhịp nhỏ 1.2.1 Giới thiệu nhà nhịp nhỏ 1.2.2 Giải pháp kết cấu sàn phù hợp cho nhà nhịp nhỏ 1.3 Kết luận chương CHƯƠNG – CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ XUẤT CHO NHÀ NHỊP NHỎ 2.1 Cấu tạo giải pháp sàn đề xuất sử dụng cho nhà nhịp nhỏ Căn vào nghiên cứu đánh giá tổng quát giải pháp kết cấu sàn sử dụng thực tế xây dựng, giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ (L ≤ 5m) đề xuất bao gồm phận sau (Hình 2.1): - Kết cấu sàn sử dụng sàn liên hợp thép – bê tông Theo tơn bố trí với mục đích làm ván khuôn sàn giai đoạn thi công cốt thép tham gia chịu kéo giai đoạn sử dụng; - Các khung cốt thép bố trí vào rãnh tơn, lúc hiểu làm việc sàn làm việc nhiều dầm chìm sàn tăng độ an tồn cho sàn - Sử dụng giải pháp tường chịu lực để thay kết cấu khung Tường cấu tạo gạch khơng nung có lổ, phần lổ nhồi bê tông bổ sung cốt thép từ móng để kết nối với sàn đảm bảo độ tồn khối hệ kết cấu - Như giải pháp sàn đề xuất đáp ứng toàn khối, độ cứng tổng thể sàn sàn bê tông cốt thép đáp ứng việc thi công nhanh, tiết kiệm giải pháp sàn lắp ghép Điều cho thấy giải pháp sàn đề xuất sử dụng thực t l kh thi Sàn liên hợp dày 10cm B= Móng T-ờng xây gạch block 190ì190ì390 300 0500 L Hình 2.1 Giải pháp kết hợp sàn liên hợp với tng chu lc Thép gia c-ờng t-ờng T-ờng xây gạch block 190ì190ì390 Móng bê tông cốt thép Hỡnh 2.2 Gii phỏp gia c tng chu lc Tải trọng sàn q Cốt thép neo từ t-ờng vào sàn Biều đồ M Khung thép sàn Tấm sàn deck (tôn) Khung thép sàn Cốt thép gia c-ờng t-ờng gạch Tấm tôn, t =1mm T-ờng xây gạch block, chèn bê tông Khung thép sµn ThÐp chê tõ mãng Mãng Hình 2.3 Cấu tạo chi tiết liên kết sàn tường 2.2 Tính tốn giải pháp sàn đề xuất sử dụng cho nhà nhịp nhỏ Phần tính tốn sàn liên hợp thực theo tiêu chuẩn Eurocode (EC4) 2.2.1 Mô tả sàn liên hợp cấu tạo sàn liên hợp 2.2.2 Vật liệu sử dụng 2.2.3 Tải trọng tác dụng 2.2.4 Sự làm việc sàn liên hợp 2.2.5 Xác định nội lực 2.2.6 Tính tốn tiết diện 2.2.7 Tóm tắt quy trình thit k Thông số đầu vào - Bê tông fck , fct , Ecm - Cèt thÐp fsk , E s - TÊm t«n fyp , E a - Chiều dày sàn h Kiểm tra tôn giai đoạn thi công Chọn khoảng cách chống đỡ tôn Kiểm tra sàn giai đoạn sử dụng Xác định sơ đồ tính - Tải trọng thi công - Sơ đồ tính nội lực - KT tôn độ bền - KT tôn biến dạng - Xác định tải trọng - Xác định nội lực - Kiểm sàn độ bền - Kiểm sàn biÕn d¹ng 2.3 Thiết kế sàn bê tơng cốt thép toàn khối 2.3.1 Chọn sơ chiều dày sàn vật liệu 2.3.2 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn 2.3.3 Xác định nội lực 2.3.4 Tính tốn cốt thép 2.4 Kết luận chương CHƯƠNG - VÍ DỤ TÍNH TỐN 3.1 Ví dụ thiết kế giải pháp kết cấu sàn đề xuất sử dụng cho nhà nhịp nhỏ Cho mặt sàn tầng nhà tầng hình vẽ Kích thước nhịp 5,0m Chiều dài nhà 20m Công sử dụng bố trí Hình 3.3 u cầu: thiết kế hệ sàn cho tầng sử dụng giải pháp sàn liên hợp kết hợp với tường chịu lực Biết: + Bê tơng có cấp bền: C20/25 (M350), fck Ecm 29 103 N mm2 + Tấm tơn có: f yp tf 1mm; 330 N mm2 ; Ea 210 103 N mm2 ; 51mm + Cốt thép dọc sàn CI: ( As f sk 20 N mm2 235 N mm2 ; Es 50.3mm2 ) , 210 103 N mm2 + Cốt thép đai CI: ( As 12.6mm2 ) , f sk 235 N mm2 ; Es 210 103 N mm2 + Cốt thép sườn tường dùng thép CII 10 ( As f sk 295 N mm2 Es 78.5mm2 ) , 210 103 N mm2 + Gạch xây tường sử dụng gạch block khơng nung kích thước 190×190×390 mm, có lổ rỗng bên Hình 3.1 Hình 3.1 Kích thước gạch block xây tường 600 200 32 32 47.5 13 24 44 187 24 47.5 32 52 82 32 200 13 t 51 200 ChiỊu dµy tÊm t«n Hình 3.2 Mặt cắt ngang tơn Hệ số an tồn vật liệu, bê tơng γc =1.5 ; cốt thép γs =1.15; tôn γap = 1,1; mối nối γv =1.25 Hệ số tổ hợp tải trọng theo EC4 lấy γG = 1.35 cho tải trọng dài hạn γQ =1.5 cho trường hợp hoạt tải Hình 3.3 Mặt sàn 3.1.1 Tính tốn tôn cốp pha giai đoạn thi công Mặt nhà có chiều dài gấp lần so với bề rộng, giải pháp kết cấu sàn chọn sàn liên hợp gồm tơn bố trí theo phương cạnh ngắn nhà gối lên tường gạch block rỗng chèn thêm bê tông vào bên Chiều dài đoạn tôn gối lên tường lớn chiều dày sàn Để tính tốn tơn giai đoạn thi cơng, ta cắt dải sàn có bề rộng bề rộng tôn b=0.6m Hình 3.4 Hình 3.4 Mặt bố trí tơn Xác định tải trọng tác dụng lên tôn 600 200 50 168 70 200 120 200 187 Hình 3.5 Mặt cắt cấu tạo sàn a Trọng lượng thân bản: - Tơn định hình Gap= 0.13kN/m2 - Trọng lượng thân vữa bê tơng h=120mm, γ=25kN/m2 Gc=[0.07×0.6×2500+(0.168+0.187)×0.05×0.5×2500×3]/0.6 = 286daN/m2 - Tổng trọng lượng thân bản: G = Gap + Gc =0.13 + 2.86 =2.99kN/m2 10 Trường hợp 1a Trạng thái giới hạn cường độ γG =1.35; γQ =1.5 Bỏ qua tải trọng thân tôn nhịp không chất tải Sp G (S1 S2 ) G b 3.77kN / m Q M12 0.096S p L 0.096 3.77 2.52 2.262kNm M2 0.063S p L2 0.063 3.77 2.52 1.48kNm V1 0.437S p L 0.437 3.77 2.5 V2 0.626S p L 0.626 3.77 2.5 4.12kN 5.9kN Trường hợp 1b Trạng thái giới hạn biến dạng γG =1.0; γQ =1.0 Sp G (S1 S2 ) G b 2.691kN / m Q M12 0.096S p L 0.096 2.691 2.52 1.61kNm M2 0.063S p L2 0.063 2.691 2.52 1.06kNm V1 0.437S p L 0.437 2.691 2.5 2.94kN V2 0.626S p L 0.626 2.691 2.5 4.2kN Trường hợp Tải chất lên hai nhịp 3000 S2 S1 G 2500 M1 2500 M12 M2 Q1 Q2 Hình 3.8 Sơ đồ tính tơn lúc thi cơng Trường hợp 2a Trạng thái giới hạn cường độ γG =1.35; γQ =1.5 S pa (G S pb S2 S1 G Q b Q ) b 3.09kN / m 0.75 1.5 0.6 0.675kN / m M12 0.07S pa L 0.0426S pb L 1.53kNm M2 0.125S pa L2 0.0882S pb L2 2.79kNm Q1 0.375S pa L 0.18S pb L Q2 1.25S pa L 1.0164S pb L 3.2kN 11.37kN 11 Trường hợp 2b Trạng thái giới hạn biến dạng γG =1.0; γQ =1.0 S pa (G G S pb S2 Q S1 b Q ) b 2.244kN / m 0.75 1.0 0.6 0.45kN / m M12 0.07S pa L 0.0426S pb L 1.1kNm M2 0.125S pa L2 0.0882S pb L2 2.0kNm Q1 0.375S pa L 0.18S pb L Q2 1.25S pa L 1.0164S pb L 2.3kN 8.16kN c Tính tốn mơ men qn tính ngun tiết diện 600 32 12 32 o 79 47.5 24 13 t=1 G' 12 ZG 10 32 52 G 200 200 32 50 200 44 24 47.5 187 ChiỊu dµy tÊm t«n 13 Hình 3.9 Kích thước tơn Góc nghiêng sườn: α = 79 Diện tích tiết diện tơn hình bề rộng tấm: Aa So (10 32 12 47.5 44 24 22) 853mm2 Mô men tĩnh nguyên so với mặt So Ai di [10 45 32 50 12 44 12 47.5 44 22 24 2] 11188mm3 Trọng tâm so với mặt ZG: ZG So Aa 11188 853 13.12mm Mơ men qn tính ngun so với mặt Io Lh t 12 Io Ai d i2 504804.7mm - Mơ men qn tính ngun trọng tâm: IG Io Aa zG2 504804.7 853 13.12 358421.4mm4 d Tính tốn tiết diện hiệu trạng thái giới hạn biến dạng 12 M12,max 1.61kNm 1.61 106 (50 13.1) 165.8N / mm2 c IG 358421.4 Giả sử toàn sườn phía hiệu với dải bề rộng chịu nén lớn 32mm σcom = σc.γM1 bp 32 165.8 1.1 com 1.052 1.052 0.496 0.673 pd t Ek 210000 Tiết diện hoàn tồn hiệu Mơ men âm (trên gối trung gian): Dưới tác dụng mô men âm M2 (trường hợp 2b), ta tính tốn tiết diện chịu nén (cánh để xem có hiệu hay khơng: M12,max z M 2,max 2.0kNm 106 13.1 73N / mm2 358421.4 M 2,max z c IG Giả sử toàn vách hiệu với dải bề rộng chịu nén lớn 47.5mm σcom = σc.γM1 bp 47.5 73 1.1 com 1.052 1.052 0.489 0.673 pd t Ek 210000 Kiểm tra tính hiệu sườn phía dưới: Bề rộng thành mỏng kề bên bp=47.5mm bp 165 44 165 1.052 1.052 0.648 0.673 pd Vậy t Ek 210000 mỏng liền kề sườn hiệu với bề rộng bp = 44mm 23.8 24 22 e Kiểm tra tính hiệu sườn Tiết diện sườn: As (23.8 24 22) 69.8mm2 Mô men tĩnh sườn (đối với dải phía dưới) 13 Ss (23.8 0.0 24 Ss As zG 48mm3 22 0.0) 48 69.8 0.69mm Mơ men qn tính mép Lh t 12 Io Ai di2 23.8 0.02 22 0.0 24 2 96mm Mô men quán tính G I SG Io As zG2 69.8 0.692 96 62.7mm4 Sườn đủ cứng nếu: I SG As2 62.7 69.82 f yp s E b0 t 0.0129 0.016 330 210000 44 0.00336 Vậy sườn đủ cứng f Tính hiệu sườn cứng để tính theo trạng thái giới hạn để tính đặc trưng hình học tiết diện Diện tích hữu hiệu sườn cứng tính theo công thức t As ,eff b eff 1.2 b eff 2.2 bs Trong beff nửa bề rộng hữu hiệu hai thành mỏng hai bên sườn cứng, bs chu vi sườn cứng Điều dẫn đến việc chia đơi tất đặc trưng hình học sườn xác định tính ứng suất Đối với sườn cứng bên dưới: As 69.8 As ,eff 34.9mm2 2 I eff I SG 62.7 31.35mm Như sườn làm việc hiệu nên, để tính tốn ứng suất sử dụng tiết diện tơn hình hồn tồn hữu hiệu mơ men dương mô men âm tức là: 14 IG 358421.4mm4 Ieff g Kiểm tra tôn theo trạng thái giới hạn Việc tính tốn độ võng phải có xét đến hiệu ứng võng Tải trọng đưa vào tính tốn là: γG = 1.0, G = 2.99kN/m2 G 2500 2500 Hình 3.10 Sơ đồ tính toán độ võng gây tải trọng thân Độ võng cho phép: L 2300 f max 12.78mm 180 180 Mơ men qn tính: IG 358421.4mm4 Ieff Độ võng: GL4 384 EI eff 0.41 5GL4 384EI eff f k f 0.41 2.99 10 600 25004 384 210000 358421.4 4.97 mm f max Độ võng nhỏ L/250 =10mm 20mm Do ta không cần xét ảnh hưởng hiệu ứng võng trước Độ võng nhỏ L/180 nên tơn định hình chấp nhận 3.1.2 Tính tốn sàn liên hợp giai đoạn sử dụng a Xác định nội lực tác dụng Tải trọng thân sàn: G1 2990 N / m2 Tải trọng bề mặt dài hạn: G2 1000 N / m2 Tải trọng sử dụng: Q3 2000 N / m2 Các hệ số an toàn tải trọng γG =1.35; γQ = 1.5 Trong giai đoạn sử dụng nhịp tính toán nhà L=4800m, xem dải sàn làm việc dầm đơn giản Tải trọng tổ hợp: qtc G (G1 G2 ) Q Q 5990N / m 15 qtt G (G1 G2 ) Q 8386.5N / m Q q = 8386.5N/mm 4800 Hình 3.11 Sơ đồ tính sàn Mô men dương nhịp: q tc L2 tt q L M tc M tt 5990 4.82 17251.2 Nm 8386.5 4.82 24153.1Nm Tính lực cắt: V tt q tt L 8386.5 4.8 20127.6 N b Độ bền tiết diện kiểm tra theo trang thái giới hạn thứ 600 200 200 0.85f ck Ncf 70 x c dp 50 120 200 z Na Trục trọng tâm tôn sóng thép Hình 3.12 Sơ đồ ứng suất tiết diện sàn liên hợp Mô men dương, phá hoại chảy dẻo thép Chiều cao vùng bê tông chịu nén thính theo cơng thức: Ap f yp 853 330 255900 ap 1.1 x 37.63mm b 0.85 f ck 600 0.85 20 6800 1.5 c Trục trung hòa dẻo tính tốn nằm phía tơn Khoảng cách từ trọng tâm tôn đến mặt dưới: xG 13.12mm Như vậy: d p 120 13.12 106.88mm 16 Tính mơ men bền dương cực hạn: Ap f yp d p 0.5x M p , Rd 22.5 106 Nmm ap Kiểm tra lại: M tt 24153.1Nm M p, Rd 22535.8Nm không thỏa mãn điều kiện bền nên bổ sung thêm cốt thép vào vùng kéo Chọn đường kính số cốt thép hình bên 600 200 200 0.85f ck Ncf 70 x c dp 50 120 200 z Ns 3Ø8 3Ø8 3Ø8 Chiều cao vùng bê tơng chịu nén thính theo công thức: As f sk 301.8 235 x 1.1 600 0.85 20 1.5 ap b 0.85 fck c 64475.5 9.48mm 6800 Chọn khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép sàn a = 15mm Như vậy: d p 120 15 105mm Tính mơ men bền dương cực hạn: As f sk d p 0.5x M p, Sd 6.46 106 Nmm ap Kiểm tra lại: M tt 24153.1Nm M p,Rd M p,Sd 29000Nm Vậy điều kiện bền thỏa mãn c Tính tốn độ bền chịu cắt theo phương đứng hc=70 dp=106.88 bo=168 17 V b0 d p , Rd Rd k (1.2 40 ) Khả chịu cắt ngang sàn: V , Rd 168 106.88 0.257 1.494 (1.2 40 0.02) 41364N Kiểm tra: V 20127.6 N V , Rd 41364 N d Tính tốn độ bền cắt theo phương ngang (khả liên kết tt bê tông với tôn) VL, Rd Lực V tt bd p m Ap bLs cắt 20127.6 N k 9025.8N vs lớn VL, Rd 9025.8N gối tựa ngồi: khơng thỏa mãn điều kiện cắt ngang Do cần cấu tạo chốt neo đầu sàn giải pháp làm biến dạng sóng tơn Hình 3.13 Hình 3.13 Cấu tạo chốt neo đầu sàn e Tính tốn độ võng cho sàn Khơng cần thiết kể đến độ võng tơn trọng lượng trọng lượng bê tông tươi việc kiểm tra Độ võng sàn liên hợp tính theo tải trọng sau: Tải trọng dài hạn xây dựng G2 G2 kf 5G2 L4 384 EI m 1kN / m2 G L4 0.013 EI m Trong kf lấy cho trường hợp sàn nhịp gối tựa đơn giản Tải trọng sử dụng: Q 2kN / m2 G2 kf 5QL4 384 EI m 0.013 QL4 EI m Im mơ men qn tính tiết diện liên hợp trung bình 18 mơ men qn tính tiết diện bị nứt khơng bị nứt Trong công thức này, hệ số tương đương thép – bê tơng lấy trung bình tác động dài hạn ngắn hạn theo: Ea n Ea Ecm Ecm Ecm 210000 29 103 10.86 f Tính mơ men quán tính tiết diện nứt tiết diện khơng nứt Chiều dày trung bình sàn: d p + Tiết diện nứt: 106.88mm xc khoảng cách trọng tâm đến mặt sàn theo xc nAp b 2bd p nAp 44.05mm Mô men quán tính: I cc bxc3 12n bxc 0.5 xc Ap (d p n xc ) I p = 5095177.4mm + Tiết diện không nứt: xu độ cao vùng bê tông nén so với mặt sàn: Ai zi b 0.5hc bo hp ht 0.5hp nAp d p xu Ai bhc bo hp nAp Mô men quán tính: bhc3 12n I cu bhc xu 0.5hc n Ap ( d p xu ) Ip bo h3p bo hp 12n n 8023987.5mm ht xu 63.48mm hp 2 Mơ men qn tính trung bình: Icc Icu 5095177.4 8023987.5 Im 6559582.5mm4 2 Tính tốn độ võng riêng phần độ võng toàn phần: G2 0.013 G2 L4 EI m 0.013 10 600 48004 210000 6559582.5 3.0mm 19 Q 0.013 G2 QL4 EI m Q 0.013 3.0 6.0 10 600 48004 210000 6559582.5 6.0mm 9.0mm Eurocode giới hạn độ võng sử dụng tới L/250 = 4800/250 = 19.2mm Vậy điều kiện độ võng thỏa mãn 500 120 190 Khung thÐp sµn TÊm tôn, t =1mm Khung thép sàn ỉ10a300 Tấm tôn, t =1mm T-ờng xây gạch block 190ì190ì390 Khung thép sàn 1ỉ8 2Ø8 Ø10a300 Ø4 a200 Mãng 3.2 Thiết kế sàn sử dụng kết cấu bê tông cốt thép Thiết kế sàn tầng nhà tầng hình vẽ Kích thước nhịp 5,0m Chiều dài nhà 20m Cơng sử dụng bố trí hình vẽ.u cầu: thiết kế hệ sàn cho tầng sử dụng kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối Biết: + Bê tơng có cấp bền: C20/25 (M350), Rb 14.5 N mm2 Ec 30 103 N mm2 + Cốt thép dọc sàn CI: Rs Es 225 N mm2 210 103 N mm2 + Cốt thép dầm CII: Rs 280 N mm2 ; Es 210 103 N mm2 Hệ số độ tin cậy tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995 hệ 20 số tổ hợp tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995_Tải trọng tác động - Dựa vào vẽ kiến trúc hệ lưới cột bố trí hệ lưới dầm cho sàn Hình 3.14 Bố trí hệ dầm sàn - Sơ chọn chiều dày sàn hb =120mm, kích thước dầm ngang dầm dọc b×h = 200×450mm, kích thước cột b×h = 300×200mm 3.2.1 Xác định tải trọng tỏc dng lờn sn a Tnh ti Chiều dày Các lớp sàn Tr.l.riêng Tải t.chuẩn daN/m Hệ số Tải t.toán vợt tải daN/m2 mm daN/m - Gạch lát 10 2000 20.0 1.10 22.0 - V÷a lãt 20 1800 36.0 1.30 46.8 - Líp sµn BTCT 120 2500 300.0 1.10 330.0 - Vữa trát 15 1800 27.0 1.30 35.1 Céng qb 383.0 b Hoạt tải p Tổng tải trọng 240 673.9daN / m2 g p 433.9 n ptc 1.2 200 phân 433.9 240daN / m2 bố 3.2.2 Xác định nội lực Xác định nội lực phần mềm SAFE 1m2 bản: 21 Hình 3.15 Biểu đồ mơ men sàn theo phương dọc nhà Hình 3.16 Biểu đồ mơ men sàn theo phương ngang nhà Hình 3.17 Biểu đồ mơ men dầm 3.2.3 Tính tốn cốt thép Hình 3.19 Bố trí cốt thép sàn Hình 3.20 Bố trí cốt thép dầm 3.3 Đánh giá giải pháp sàn đề xuất với sàn bê tông cốt thép Qua tính tốn thiết kế hai hệ sàn liên hợp sàn kết cấu sàn bê 22 tông cốt thép, thực tổng hợp so sánh khả chịu tải tính kinh tế hai giải pháp sàn việc sử dụng vật liệu thi công sau: Về tải trọng tác dụng: Kết so sánh Bảng 3.1 cho thấy, với hai trường hợp chiều cao sàn lấy 120mm, giải pháp sàn liên hợp giảm 8% trọng lượng thân chịu tổng tải trọng 840daN/m2 (tải trọng tổ hợp) lớn 15% so với sàn bê tông cốt thép thường; Bảng 3.1 So sánh hai phương án sàn tải trọng tác dụng Đơn vị tính Sàn liên hợp Sàn bê tông cốt thép - Tĩnh tải daN/m2 400 430 - Hoạt tải daN/m2 200 200 daN/m2 840 713 Nội dung STT - Tĩnh tải + hoạt tải (đã tổ hợp) So sánh Sàn BTCT với sàn liên hợp giảm 7.5% tăng 15% Về vật liệu sử dụng nhân công thi công: kết so sánh thể Bảng 3.2 - Khối lượng bê tông sử dụng cho sàn liên hợp so với sàn BTCT (trong trường hợp tiết kiệm 21% khối lượng bê tông sàn) giảm tải trọng xuống móng; - Lượng thép sử dụng sàn liên hợp nhiều so với sàn thường bê tông cốt thép, nhiên xét tổng quát tổng khối lượng tôn thép lớp so với sàn bê tông cốt thép, cụ thể 20%; 23 Bảng 3.3 So sánh hai phương án sàn vật liệu nhân công STT Nội dung Đơn vị tính Sàn liên hợp Sàn bê tông cốt thép So sánh Sàn BTCT với sàn liên hợp Vật liệu - Khối lượng bê tông sàn - Khối lượng thép - Khối lượng tôn m3 11.82 14.26 giảm 21% kg 773.4 1663.6 giảm 115% m2 (kg) 100 (1300) 0.00 tăng 100% - Số chống 66.0 140.0 giảm 112% - Ván khuôn m2 10.0 130.2 giảm 13 lần Nhân công (Ván khuôn, cốt thép, bê tơng) cơng 27.0 60.0 giảm 45% Chi phí (Vật liệu, nhân công) Triệu đồng /m2 sàn 0,76 1,30 giảm 1.7 lần - Một khác biệt rõ rệt sàn liên hợp với sàn bê tông cốt thép số lượng ván khuôn chống dùng cho thi công sàn Trong chống tiết kiệm đến 112% ván khn sử dụng giảm đến 13 lần Như vậy, hiệu thi công đặc điểm bậc giải pháp sàn liên hợp; - Do thuận lợi mặt thi công giải pháp sàn liên hợp so với sàn bê tông cốt thép nên số nhân công thực giảm 45% so với sàn bê tơng cốt thép điều ảnh hưởng đến chi phí thi cơng 1m2 sàn, khía cạnh chênh lệch lên đến 1.7 lần hai giải pháp sàn 3.4 Kết luận chương 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Kết nghiên cứu nhận sau: - Nghiên cứu đánh giá tổng quát giải pháp kết cấu sàn sử dụng thực tế xây dựng, từ đề xuất giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ; - Đề xuất giải pháp cấu tạo tính tốn cho giải pháp sàn đề xuất gồm: kết cấu sàn sàn liên hợp thép - BT kết hợp với hệ tường chịu lực cho nhà nhịp nhỏ (nghiên cứu cho nhà có nhịp L ≤ 5m) - Giải pháp sàn đề xuất thể hiệu so với sàn bê tông cốt thép truyền thống về: + Mặt kết cấu: sàn loại bỏ hệ dầm giúp sàn phẳng, kết hợp với tường chịu lực đảm bảo cho tải trọng sàn truyền xuống móng hơn, làm việc sàn rõ ràng hơn; + Về mặt thi công: Việc sử dụng tôn thay cốp pha sàn, giảm số lượng chống đà giáo nên giảm đáng kể nên thời gian thi công sàn; + Về chi phí xây dựng: nghiên cứu giải pháp kết cấu đề xuất tiết kiệm đến 1.7 lần so với sàn bê tông cốt thép truyền thống KIẾN NGHỊ - Do kết nghiên cứu dựa phân tích lý thuyết nên cần thêm thí nghiệm mơ hình thật sử dụng thực tế để kiểm chứng mức độ hiệu giải pháp đề xuất; - Luận văn đề cập tính hiệu giải pháp sàn đề xuất với kết cấu sàn bê tông cốt thép truyền thống nên cần nhiều nghiên cứu với kiểu sàn khác; - Phương pháp tính tốn, thiết kế tương đối phức tạp nên gây khó khăn cho việc áp dụng Do đó, cần có tính tốn để đưa bảng tra sử dụng; - Cần nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá chi tiết ứng xử kết cấu giai đoạn thi công sử dụng ... pháp kết cấu sàn hıệu cho nhà nhịp nhỏ Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu giải pháp kết cấu sàn sử dụng xây dựng để từ đề xuất giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ; - Nghiên. .. xuất giải pháp kết cấu sàn cho nhà nhịp nhỏ; - Đề xuất giải pháp cấu tạo tính tốn cho giải pháp sàn đề xuất gồm: kết cấu sàn sàn liên hợp thép - BT kết hợp với hệ tường chịu lực cho nhà nhịp nhỏ. .. CHƯƠNG – CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN GIẢI PHÁP SÀN ĐỀ XUẤT CHO NHÀ NHỊP NHỎ 2.1 Cấu tạo giải pháp sàn đề xuất sử dụng cho nhà nhịp nhỏ Căn vào nghiên cứu đánh giá tổng quát giải pháp kết cấu sàn sử dụng