Bài giảng Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép - Chương 5: Sàn phẳng nhà cao tầng

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA KTXD – BỘ MÔN CÔNG TRÌNH

CHÖÔNG 5

SAØN PHAÚNG NHAØ CAO TAÀNG

TRÌNH BAØY: PGS. TS. NGUYEÃN VAÊN HIEÄP

[email protected]

0903706108

T12 - 2018

1

I. TOÅNG QUAN

 BAÉT ÑAÀU SÖÛ DUÏNG TAÏI VIEÄT NAM TÖØ 1995 VAØ HIEÄN NAY KHAÙ PHOÅ BIEÁN.

 PHUØ HÔÏP CHO NCT VÌ BOÁ TRÍ MAËT BAÈNG LINH HOAÏT HÔN, THÍCH HÔÏP NHIEÀU COÂNG

NAÊNG KHAÙC NHAU, TAÏO ÑÖÔÏC NHÒP LÔÙN. TUY NHIEÂN KHI n  15, CAÀN HCL NGANG,

TOÁT, CÖÙNG. MUỐN VẬY , CHIỀU DẦY CẦN TĂNG ĐÔI CHÚT

PHUØ HÔÏP CHO NCN KHI CHÒU HOAÏT TAÛI LÔÙN.

 ÑOÁI VÔÙI SAØN PHAÚNG, KHOÂNG DAÀM (FLAT SLAB) COØN COÙ NHÖÕNG ÖU ÑIEÅM :

GIAÛM CHIEÀU CAO TAÀNG (DO KHOÂNG COØN DAÀM) – CHIEÀU CAO THOÂNG THUYÛ

LÔÙN NHAÁT.

DEÃ BOÁ TRÍ HEÄ THOÁNG ÑHKK, DEÃ CHIEÁU SAÙNG, DEÃ QUAN SAÙT.

LINH HOAÏT KHI BOÁ TRÍ MB CAÊN HOÄ.

DEÃ THI COÂNG, THAÙO DÔÛ COFA, DO PHAÚNG.

 NOÄI DUNG CHÖÔNG CHUÛ YEÁU LAØ TÍNH CHI TIEÁT CHO MOÄT SAØN PHAÚNG, NHIEÀU NHÒP,

COÙ HAY KHOÂNG COÙ MUÕ COÄT VAØ NEÁU LAØ SAØN LIEÂN TUÏC ULT, CAÙCH TÍNH CUÕNG

TÖÔNG TÖÏ NHÖ SAØN PHAÚNG NHIEÀU NHÒP BAÈNG BTCT THÖÔØNG.

 SAØN PHAÚNG ÑÖÔÏC PHAÂN RA:

LOAÏI COÙ MUÕ COÄT: CHUÛ YEÁU TAÊNG KHAÛ NAÊNG CHOÁNG CHOÏC THUÛNG CHO SAØN VAØ

TAÊNG MOÄT PHAÀN KHAÛ NAÊNG CHOÁNG UOÁN. DAÏNG MUÕ COÄT TUYØ VAØO QUOÁC GIA, MUÕ

COÄT COÙ THEÅ LAØ KHOÁI CHÖÕ NHAÄT, VUOÂNG (DROP PANEL) HAY DAÏNG THAÙP, VAÙT XIEÂN

COÙ KHAÛ NAÊNG CHOÁNG CHOÏC THUÛNG : DAÀN ÍT GAËP ; DO PHAÛI ÑOÙNG TRAÀN CHO ÑEÏP,

NHAÁT LAØ TM, VP, CAÊN HOÄ.

LOAÏI KHOÂNG COÙ MUÕ COÄT: KHAÛ NAÊNG CHOÁNG CHOÏC THUÛNG ÑÖÔÏC ÑAÛM BAÛO CHUÛ

YEÁU NHÔØ CAÙC THEÙP ÑAI CHÒU CAÉT, ÑAËT TRONG SAØN, XUNG QUANH MEÙP TIEÁP GIAÙP

COÄT – SAØN. CUÕNG COÙ THEÅ COÙ DROP PANEL ÑEÅ CHOÁNG CHOÏC THUÛNG.

2

3

CAÙC LOAÏI MUÕ COÄT

NEÁU COÙ MUÕ, THEÙP TRONG MUÕ THÖÔØNG ÑAËT CAÁU TAÏO LAØ ÑUÛ CHÒU LÖÏC

DO ÑAÕ CHOÁNG ÑÖÔÏC CHOÏC THUÛNG, KHI GÓC VÁT ≥ 45^o

4

PHÂN TÍCH ĐỂ CHỌN LOẠI SÀN PHÙ HỢP

SÀN LÀ BỘ PHẦN TỐN NHIỀU BT NHẤT TRONG CÁC BỘ PHẬN CỦA HCL NCT,

NÊN CẦN ĐƯỢC PHÂN TÍCH KỸ, TRƯỚC KHI QUYẾT ĐỊNH CHỌN PA, NHẤT LÀ

PA SỬ DỤNG PHỔ BIẾN.

NGOẠI TRỪ MỘT SỐ TRƯỜNG HỢP ĐÃ SỬ DỤNG PHỔ BIẾN, ĐÃ CÓ PHÂN TÍCH

GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ ĐÃ PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ KINH TẾ, THƯỜNG THÌ GIẢI

PHÁP SÀN MỚI, CẦN ĐƯỢC XEM XÉT

• PHẢI TÍNH TOÁN CỤ THỂ; SO VỚI PA VẪN THIẾT KẾ PHỔ BIẾN MÀ KHÔNG

NÊN CHỈ XEM BROCHURE, CÁC CLIPS, ĐỂ CÓ SỐ LIỆU VỀ:

VL (BT, THÉP)

NHÂN CÔNG (TRIỂN KHAI)

COPPA: ĐƠN GIẢN THI CÔNG

MỨC ĐỘ LỆ THUỘC CÁC SẢN PHẨM CUNG CẤP

SỬ DỤNG ƯLT ĐƯỢC KHÔNG? KHI NHỊP LỚN

CHI PHÍ CHO HOÀN THIỆN (TÔ, TRÁT, ĐÓNG TRẦN)

KHẢ NĂNG CHIẾU SÁNG TRẦN

KHẢ NĂNG ĐI CÁC ĐƯỜNG ỐNG KỸ THUẬT

5

• THƯỜNG LÀ CÁC LOẠI SÀN SAU: SẼ PHẢI TỐN NHIỀU THÉP HƠN:

TOÀN KHỐI: HỘP, BÓNG, Ô CỜ NHỎ

LẮP GHÉP: PANEN

THÉP TẤM VÀ SÀN COMPOSITE (LIÊN HỢP)

LƯU Ý: THÉP PHẢI GỒM CẢ THÉP CHỊU LỰC VÀ THÉP CẤU TẠO (ĐÁNG KỂ)

• SÀN PHẲNG KHÔNG DẦM: n 40: HẠN CHẾ SỬ DỤNG , DO SỰ LÀM VIỆC CỦA

SÀN NHƯ 1 TẤM CỨNG NGANG (TRONG TẤT CẢ CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TOÁN)

LÀ KHÔNG CAO, NÊN DỄ XẢY RA CHUYỂN VỊ NGANG LỚN

• SÀN PHẢNG KHÔNG DẦM ƯLT MẢNH HƠN, NÊN YÊU CẦU KHỐNG CHẾ n CÀNG

QUAN TRỌNG. CÁC TÀI LIÊU QUỐC TẾ ĐỀU CÓ KHUYẾN CÁO VÀ KIỂM TRA

QUA TÍNH TOÁN KẾT CẤU CŨNG CHỈ RA NHƯ VẬY

• KHÔNG NÊN CHỈ DỰA TRÊN NHỮNG TÀI LIỆU CHÀO SẢN PHẨM, ĐỂ ÁP DỤNG

NGAY, NHẤT LÀ KHI KHỐI LƯỢNG SẼ LỚN

• SÀN PHẲNG ĐẶC [VÀ PHƯƠNG ÁN CẢI TIẾN) SÀN PHẲNG, DO DẠ SÀN VẪN

PHẲNG, CỦA CÁC LOẠI SÀN, VẪN CÓ THỂ CĂNG CÁP ƯLT, NHƯNG LÀ SÀN

PHẲNG RỖNG:

- SÀN BÓNG, KHI HỆ DẦM CAO BẰNG CHIỀU DÀY SÀN (CÓ DẦM, DẦM ẨN)

- SÀN HỘP, TƯƠNG TỰ

- SÀN ỐNG, TƯƠNG TỰ

- SÀN HỘP CẢI TIẾN (3D PANEN VRO)

6

7

8

9

10

11

SO SAÙNH SÖÏ LAØM VIEÄC CUÛA CAÙC LOAÏI BAÛN

a) BAÛN DAÀM

b) BAÛN KEÂ BOÁN CAÏNH

c)BAÛN SAØN KHOÂNG DAÀM

- ÔÛ BAÛN SAØN KHOÂNG DAÀM, KHI CHÒU TAÛI PHAÂN BOÁ ÑEÀU q, THAÁY RAÈNG SAØN PHAÚNG

CHÒU UOÁN THEO CAÛ HAI PHÖÔNG, DOÏC ÔÛ MOÃI PHÖÔNG, NOÄI LÖÏC VAØ BIEÁN DAÏNG ÔÛ

MOÏI TIEÁT DIEÄN ÑEÀU KHAÙC NHAU.

12

SÀN TÕA NHÀ KHU HÀNH CHÍNH ĐÀ NĂNG - 2015

13

SẬP GÃY DÀN GIÁO SÀN HỘP RỖNG, TRƯỚC KHI ĐỔ BT

14

• BẢN DẦM: MẶT BIẾN DẠNG LÀ MẶT TRỤ. HAY GẶP THỰC TẾ KHI THIẾT KẾ BẢN 1

PHƯƠNG.

• BẢN KÊ 4 CẠNH, KHI L₂/L₁≤ 2. MẶT BIẾN DẠNG LÀ 1 MẶT PARABOLOID BẬC 2, SÀN

BỊ UỐN CONG THEO CẢ 2 PHƯƠNG VÀ DỌC THEO BIÊN, DO CÓ DẦM, Ô BẢN XEM

NHƯ KHÔNG CÓ CHUYỂN VỊ

• BẢN KHÔNG DẦM (CÓ HAY KHÔNG CÓ NẤM; DROP PANEL): BẢN VẪN BỊ UỐN THEO

MẶT PARABOLOID , NHƯNG BẬC 3. BIÊN CỦA SÀN SẼ CÓ CHUYỂN VỊ ĐỨNG, CẢ 2

PHƯƠNG. CÁC GÓC BẢN CÓ CỘT, NÊN KHÔNG CÓ CHUYỂN VỊ.

ĐÂY LÀ TRƯỜNG HỢP MÀ CHƯƠNG NÀY SẼ KHẢO SÁT, ĐẶC BIỆT CHO SÀN ULT THỰC

TẾ, SÀN PHẲNG GIỜ KHÔNG CÕN THIẾT KẾ DẠNG NẤM, DO KHÓ THI CÔNG, XẤU, TỐN

KHÔNG GIAN. CHỈ CÕN 1 TRONG 2 DẠNG:

+ KHÔNG DROP PANEN: KHI KHẨU ĐỘ KHÔNG QUÁ TOI

+ CÓ DROP PANEN: KHI KHẨU ĐỘ LỚN HAY KHI HOẠT TẢI LỚN ( NHÀ KHO)

SÀN PHẲNG CHỦ YẾU LÀ SÀN TOÀN KHỐI. ULT NẾU CÓ SẼ LÀ CĂNG SAU. SÀN PHẲNG

LẮP GHÉP ÍT GẶP, DO:

• VIỆC PHÂN CHIA CẤU KIỆN PHỨC TẠP

• KÍCH THƯỚC LỚN, KHI CHẾ TẠO, VC, DL.

• KHÓ LIÊN KẾ TẠI CHỔ ĐỂ ĐẢM BẢO ĐỘ CỨNG

SÀN PHẲNG KHI h_b≥ 30cm , CÓ THỂ XÉT THÊM VIỆC SỬ DỤNG SÀN HỘP, SÀN BÓNG....

ĐỂ TIẾT KIỆM VL

- KHI TÍNH TOAÙN, CHIA OÂ BAÛÛN THAØNH CAÙC DAÕY TREÂN GOÁI (DTG) VAØ DAÕY GIÖÕA NHÒP

(DGN), COÙ THEÅ XEM GAÀN ÑUÙNG, DTG LAØ CAÙC DAÀM LIEÂN TUÏC, GOÁI LAØ COÄT, DGN

CUÕNG LAØ DAÀM LIEÂN TUÏC, GOÁI LAØ DTG TRÖÏC GIAO NOÙ. CHIEÀU ROÄNG DTG, DGN ÑEÀU

BAÈNG NHAU VAØ BAÈNG ½ NHÒP THAÚNG GOÙC PHÖÔNG ÑANG XEÙT (TRÖØ CAÙC DAÕY ÔÛ SAÙT

BIEÂN).

15

- CAÙC COÄT (VAÙCH) LAØ ÑIEÅM SAØN TÖÏA LEÂN. CAÙC GOÁI TÖÏA NAØY ÑÖÔÏC GIAÛ THIEÁT LIEÂN KEÁT

16

CÖÙNG TAÏI MÖÙC SAØN DÖÔÙI VAØ TREÂN CUÛA SAØN ÑANG XEÙT.

II. CAÙC PHÖÔNG PHAÙP GIẢI TÍCH XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC TRONG SAØN PHAÚNG BTCT

1. PHÖÔNG PHAÙP TRÖÏC TIEÁP

a) LIEÂN XOÂ (GVOZDEV; MURASEV – 1933)

• GIẢ THUYẾT TÍNH TOÁN:

- CÁC NHỊP I_b, I THEO MỖI PHƯƠNG , CHÊNH LỆCH KHÔNG QUÁ 20% THEO TỪNG PHƯƠNG

- PHẢI THIẾT KẾ DẦM Ở BIÊN SÀN PHẲNG, ĐỂ TĂNG ĐỘ CỨNG BIÊN

-TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XEM NHƯ PHÂN BỐ ĐỀU. NẾU CÓ NHỮNG TTTT

(DO TƯỜNG XÂY TRỰC TIẾP LÊN SÀN), CẦN CHUYỂN TẢI NÀY THÀNH PHÂN BỐ ĐỀU TƯƠNG

ĐƯƠNG MOMEN UỐN. THƯỜNG SẼ SỬ DỤNG HỆ SỐ TĂNG TẢI TỪ 1,1 ĐẾN 1,35 KHI QUY ĐỔI

NHƯ VẬY

• TÊN GỌI

DTG HAY DTC: DẢY BẢN ĐI QUA CÁC CỘT

DGN : DẢY BẢN GIỮA CÁC CỘT, KHÔNG ĐI QUA CÁC CỘT

DTG, DGN ĐỀU LÀ NHỮNG DẦM LIÊN TỤC, NHƯNG ĐỐI VỚI DGN , DO GỐI CỦA NÓ LÀ DTG ,

TRỰC GIAN, NÊN TẠI GỐI DGN SẼ CÓ CHUYỂN VỊ (GỐI ĐÀN HỒI)

DGN SẼ CÓ CHIỀU RỘNG LÀ l_b/2 , VỚI l_bLÀ NHỊP THẲNG GÓC VỚI DGN ĐANG XÉT

DTG (DTC) CÓ CHIỀU RỘNG LÀ

VỚI DTC ĐANG XÉT

LÀ 2 NHỊP KỀ GỐI (CỘT), THẲNG GÓC

17

- CAÙC COÄT (VAÙCH) LAØ ÑIEÅM SAØN TÖÏA LEÂN. CAÙC GOÁI TÖÏA NAØY ÑÖÔÏC GIAÛ THIEÁT LIEÂN KEÁT

CÖÙNG TAÏI MÖÙC SAØN DÖÔÙI VAØ TREÂN CUÛA SAØN ÑANG XEÙT.

- TOÅNG HÌNH HOÏC CAÙC GIAÙ TRÒ M AÂM, DÖÔNG TRONG 1 OÂ BAÛN BAÈNG M₀KHI OÂ BAÛN KEÂ TÖÏ

DO TREÂN 2 CAÏNH. AT, LẤY TĂNG 1,1

- NHÒP TÍNH TOAÙN:

COÙ MUÕ: LAØ KHOAÛNG CAÙCH TROÏNG TAÂM 2 TAM GIAÙC ÑOÁI NHAU KHI XEM PHAÛN LÖÏC ÔÛ MUÕ

PHAÂN BOÁ TAM GIAÙC:

KHOÂNG MUÕ, LAÁY c = 0 ; l₀= l.

l, l_bLAØ 2 NHÒP THEO 2 PHÖÔNG.

COØN KÍ HIEÄU KHAÙC LAØ l₂; l₁

l : NHỊP THEO PHƯƠNG ĐANG TÍNH M

l_b: NHỊP THEO PHƯƠNG THẲNG GÓC l









2

3

2c

3l

l  l  c  l 1 



0



SÔ ÑOÀ TÍNH TOAÙN BAÛN SAØN NAÁM

18

19

- NEÁU NHÒP PHÖÔNG COØN LAÏI LAØ l_b, GIAÙ TRÒ:



²





²



l₀

8

2c

3l

2c

3l

M₀ ql_b

 0,125ql l²1 

HAY M  0,125Pl 1 



b

0









P  ql_bl  q.l₂.l₁

- GOÏI :

VÔÙI

: TOÅNG TAÛI TROÏNG TREÂN OÂ BAÛN ÑANG XEÙT.

M₁: MOMEN AÂM TREÂN GOÁI CUÛA DTG.

M₂: MOMEN DÖÔNG GIÖÕA NHÒP CUÛA DTG.

M₃: MOMEN AÂM TREÂN GOÁI CUÛA DGN.

M₄: MOMEN DÖÔNG GIÖÕA NHÒP CUÛA DGN.

THÌ:

M₀= 1,1(M₁+ M₂+ M₃+ M₄) CHO CAÙC OÂ GIÖÕA.

1,1 LÀ HỆ SỐ AN TOÀN , KHI TÍNH THEO LỜI GIẢI GIẢI TÍCH

- TÍNH CHO TOAØN CHIEÀU ROÄNG CUÛA TÖØNG DTG VAØ DGN, NEÁU XEÙT ÑEÁN KHAÛ NAÊNG

PHAÂN PHOÁI LAÏI NOÄI LÖÏC DO BIEÁN DAÏNG DEÛO THÌ :

M₁= 0,50M₀

M₂= 0,3M₀

M₃= M₄= 0,15M₀

- ÑOÁI VÔÙI CAÙC OÂ BIEÂN, CAÙC GIAÙ TRÒ NEÂU TREÂN PHAÛI NHAÂN THEÂM NHÖÕNG HEÄ SOÁ, TRA

BAÛNG, PHUÏ THUOÄC TÆ SOÁ.





i_t i_d

I_tI_d



I_b

l_b



:









i_b

l_tl_d

i_t, i_d:MOMEN QUAÙN TÍNH CUÛA TIEÁT DIEÄN COÄT BIEÂN TREÂN, DÖÔÙI.

l_t, l_d: CHIEÀU DAØI ÑOAÏN COÄT TREÂN, DÖÔÙI SAØN ÑANG TÍNH.

I_b: MOMEN QUAÙN TÍNH CUÛA BAÛN SAØN.

l_bh²

12

20

I_b

Bài giảng Kết cấu nhà cao tầng bê tông cốt thép - Chương 5: Sàn phẳng nhà cao tầng - Nguyễn Văn Hiệp