TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP

TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM SÀN BÊ TÔNG CỐT THÉP

1. Sơ đồ tính nội lực cho dầm sàn bê tông cốt thép

1.1 Đại cương về dầm sàn bê tông

Trong kết cấu sàn ta thường gặp hai loại dầm là:

• Dầm khung (hay gọi là dầm chính).

• Dầm sàn (hay còn gọi là dầm phụ).

Dầm chính liên kết với các cột tạo thành khung chịu lực của nhà. Còn dầm sàn trực tiếp đỡ bản, liên kết với dầm khung và tường.

Với trường hợp bản chỉ kê trực tiếp lên tường hoặc chỉ liên kết với các dầm khung. Thì lúc này không có dầm sàn hoặc dầm khung cũng đóng luôn vai trò dầm sàn.

Trong kết cấu nhà dùng tường chịu lực (không có khung) thì chỉ có thể có dầm sàn

Bản kê lên dầm sàn có thể làm việc theo một phương hoặc hai phương.

Dầm sàn có thể là dầm đơn, một nhịp hoặc dầm liên tục, nhiều nhịp.

1.2. Liên kết – gối tựa

Theo hình thức phân liên kết dầm thành hai loại:

• Liên kết kê (như trường hợp dầm kê tự do lên tường hoặc dầm).

• Liên kết cứng (Như trường hợp dầm sàn đổ liền khối với dầm khung hoặc tường bê tông cốt thép. Có đủ cốt thép để chịu được nội lực liên kết).

Phân biệt hình thức liên kết chỉ để xác định nhịp tính toán còn trong sơ đồ tính các liên kết sẽ được thay thế bằng các gối tựa.

1.3. Nhịp tính toán nội lực dầm sàn bê tông cốt thép.

Theo phương dọc của dầm cần phân biệt bốn loại kích thước (Chiều dài và nhịp).

L_ct: Là chiều dài cấu tạo của dầm, được tính đến mút của dầm. Thường được gọi là kích thước phủ bì.

L: Là nhịp nguyên, là khoảng cách giữa trục các liên kết.

L₀: Là nhịp thông thủy, là khoảng cách bên trong giữa các mép của liên kết.

L_t: Là nhịp tính toán, là khoảng cách các điểm được xem là điểm đặt phản lực liên kết.

Giá trị của Lt được dùng trong tính toán nội lực, tùy theo hình thức của liên kết mà có cách xác định L_t khác nhau:

• Với liên kết cứng: Nhịp tính toán L_t được đo từ mép liên kết

• Với liên kết kê: Nhịp tính toán L_t được đo lùi vào bên trong mép liên kết một đoạn Cd với C_d = min(0,5S_d và 0,025L₀)

Tổng kết lại:

• Khi hai đầu dầm đều là liên kết cứng thì L_t = L₀;

• Khi hai đầu đều là liên kết kê thì L_t = L₀ + C_d + C_d;

• Khi một đầu liên kết kê, một đầu liên kết cứng thì L_t = L₀ + C_d.

2. Chọn kích thước sơ bộ cho dầm khi tính toán nội lưc dầm sàn.

2.1 Các điều kiện để chọn kích thước tiết diện cho dầm.

Kích thước tiết diện của dầm được chọn theo điều kiện đủ khả năng chịu lực (Momen uốn M, lực cắt Q).

Có độ vòng trong phạm vi giới hạn.

Thỏa mãn các yêu cầu về kiến trúc.

Thuận tiện cho thi công.

2.2 Công thức chọn tiết diện sơ bộ cho dầm khi tính nội lực dầm sàn

Khi đã biết hoặc đã dự tính được gần đúng giá trị M thì tính chiều cao tiết diện dầm theo công thức.

• α_h= 0,15 tới 0,3.

• R_b: Cường độ tính toán về nén của bê tông.

• b: Bề rộng tiết diện.

Có thể giả thiết trước một vài trị số b để tính h và chọn cặp bxh nào thích hợp .

Cũng có thể chọn trước tỉ số ρb=b/h với ( ρb=0,25-0,5) và tính h theo công thức:

Khi không thể dự tính được M thì tính toán h sơ bộ theo công thức:

Trong đó: m là hệ số, phụ thuộc vào sơ đồ và tải trọng.

• Lấy m = 12 - 20 khi tải trọng nhỏ hoặc trung bình (dầm sàn).

• m = 8 - 12 khi tải trọng là lớn (dầm khung).

• Tải trọng càng lớn thì m càng nhỏ.

• Dầm tĩnh định đơn giản lấy m nhỏ còn dầm liên tục lấy m lớn hơn.

• Riêng đối với các dầm công xôn, các mút thừa trong dầm liên tục lấy m = 5 - 8.

Giá trị h theo các công thức trên chỉ là tạm tính, cần dựa vào đó để chọn h theo các điều kiện về kiến trúc và thi công.

Để thuận tiện cho thi công thì h nên là bội số của 20 hoặc 50mm. Với h khá lớn nên là bội số của 100mm.

(Bề rộng của dầm là b = ρb.h với ρb = 0,25 - 0,5 và nên chọn b là bộ số của 20 hoặc 50mm).

Chọn h và b như hình a và b ở trên với h > b là hợp lí về mặt chịu uốn. Trong thực tế theo yêu cầu kiến trúc nếu cần hạn chế h với h khá nhỏ so với các giá trị tính theo công thức trên thì lúc này cần phải tăng bề rộng b lên từ đó b > h và có khái niệm dầm bẹt (như hình c).

Dầm thường được đổ bê tông toàn khối với bản và tạo thành tiết diện chữ T như hình b.

3. Tải trọng trên dầm sàn khi tính nội lực dầm sàn

Tải trọng trên dầm sàn gồm tĩnh tải g_d và hoạt tải pd. Thường đó là những tải trọng phân bố theo chiều dài trục dầm.

Tĩnh tải (tải trọng thường xuyên)

Tĩnh tải gd gồm hai phần:

• g₀: Trọng lượng bản thân dầm tính phân bố trên mỗi mét dài.

• g₁: Phần tĩnh tải từ bản truyền vào dầm: g_d = g₀ + g₁​

Cách xác định g₁ tùy thuộc vào sự làm việc của các ô bản:

Với ô bản một phương

Bỏ qua tính liên tục của bản sàn, tải trọng từ 1 ô bản truyền vào dầm sẽ là g1* = 0,5.g.l_b (với g là tải trọng phân bố đều trên bản sàn, l_b là nhịp của ô bản).

Khi cả hai bên dầm đều là ô bản 1 phương với nhịp của ô bản bên trái là ltr và ô bản bên phải là l_ph. Tĩnh tải trên các ô tương ứng là g_tr và g_ph thì:

• Khi g_tr = g_ph = g thì:

Nếu có thêm điều kiện l_tr = l_ph = l₁ thì g1 = g.l₁

Với ô bản hai phương

Tải trọng từ ô bản hai phương được truyền ra bốn xung quanh theo quy ước lấy đường phân giác các góc làm giới hạn.

Như vậy tải trọng từ mỗi ô bản truyền lên dầm theo phương cạnh ngắn sẽ có dạng hình tam giác và lên dầm theo phương cạnh dài có dạng hình thang mà giá trị lớn nhất là g1* = 0,5.g.l_b (với l_b là nhịp của ô bản theo phương cạnh ngắn).

Khi hai bên dầm đều có bản thì g1 đươc lấy bằng tổng của g1* ở hai bên.

Khi các cạnh ô bản bằng nhau theo mỗi phương là l₁ và l₂ thì g1 = g.l₁.

Trường hợp đặc biệt 1

Khi hai bên dầm có ô bản 1 phương và hai phương thì từ mỗi ô bản g1* truyền vào cho dầm và tĩnh tải g1 trên dầm lấy bằng tổng của hai giá trị g1* ở hai bên bản truyền vào.

Trường hợp đặc biệt 2

Dầm sàn có thể chịu tĩnh tải tập trung do trọng lượng các vách ngăn đặt ngang qua dầm.

4. Hoạt tải cho dầm sàn

Hoạt tải trên bản là p (kN/m²). Hoạt tải này truyền vào dầm thành hoạt tải trên dầm là pd theo nguyên tắ truyền tĩnh tải g.

Khi hai bên dầm là bản 1 phương thì:

Khi ô bản làm việc hai phương thì pd được phân bố theo hình thang hoặc hình tam giác như biểu đồ tĩnh tải g1* hoặc g1.

Với các ô bản có kích thước bằng nhau thì pd = p.l₁

Trường hợp đặc biệt: khi hai bên dầm có ô bản 1 phương và hai phương. Từ mỗi ô bản tính Pd* = 0,5.p.l_b và pd lấy bằng tổng của pd* từ hai phía.

4.1 Đại cương về nội lực và hình bao nội lực dầm sàn

Nội lực và cách tính

Nội lực trong dầm gồm momen uốn M và lực cắt Q. Để tính toán M và Q cần phần biệt dầm là tĩnh định hay siêu tĩnh.

• Với dầm tĩnh định chỉ cần dùng 1 sơ đồ duy nhất để tính toán (tham khảo 1 số biểu đồ và công thức tính M, Q cho một số dầm đơn giản bên dưới).

• Với dầm liên tục. siêu tĩnh có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ dẻo có xét đến sự phân phối lại nội lực. Cac dầm sàn trong nhà thường được tính theo sơ đồ dẻo.

Hình bao nội lực

Momen trong dầm M do tĩnh tải và hoạt tải gây ra nên ta có:

• Với M_g: Là momen do tĩnh tải

• M_p: Là momen do hoạt tải

Tại mỗi tiết diện của dầm thì Mg là không đổi trong khi M_p có thể thay đổi giữa hai giá trị max và min. Ứng với hai giá trị đó của M_p sẽ có hai giá trị của M là M_max và M_min.

Tập hợp tất cả giá trị M_max trên toàn dầm sẽ có biểu đồ M_max, tương tự ta cũng sẽ có biểu đồ M_min. Hai biểu đồ M_max và M_min được vẽ chung và gọi là hình bao momen của dầm. Tương tự vậy có hình bao lực cắt với biểu đồ Q_max và Q_min.

Bên dưới là ví dụ thể hiện hình bao momen và hình bao lực cắt của một dầm liên tục ba nhịp.

Tại mỗi tiết diện M_max và M_min có thể là cùng dấu hoặc khác dấu . Dùng các kí hiệu a,b,c,… đánh dấu vị trí biểu đồ cắt đường trục.

Trên hình ta sẽ thấy trong đoạn ab và hi thì Max và Mmin đều dương, trong đoạn cd và ed cả M_max và M_min đều âm. Trong các đoạn bc, de và gh thì M_max dương còn M_min là âm.

Cần chú ý đặc biệt các đoạn dầm mà M_max và M_min khác dấu vì sẽ liên quan đến việc tính toán và đặt cốt thép.

Trong những đoạn dầm mà M_max và M_min cùng dấu thì có thể bỏ qua phần biểu đồ ở bên trong, chỉ vẽ phần bao bên ngoài.

5. Nội lực dầm sàn theo sơ đồ dẻo

5.1 Dầm đỡ bản một phương

Đặc điểm của dầm này là tĩnh tải gd và hoạt tải pd phân bố đều. Từ kích thước thật của dầm đưa về sơ đồ tính với nhịp L_t.

Khi các nhịp L_t kế cận là gần bằng nhau (sai khác dưới 10%) thì có thể dùng công thức sau để tính tung độ của hình bao momen.

Để tính toán, ta chia mỗi nhịp dầm thành 5 đoạn và đánh số 0;1;2;….Mỗi đoạn dài 0,2Lt. Các điểm 2*,7*,12* là các điểm đặc biệt tại đó momen dương có giá trị lớn nhất, vị trí các điểm đó đã ghi trên hình vẽ bên dưới.

Giá trị của hệ số β* sẽ được tra ở bảng bên dưới ứng với các tiết diện đã đánh số.

Momen dương bằng không ở gối A và tại các tiết diện ở gần các gối tựa giữa cách mút của L_t (mép liên kết cứng) một đoạn 0,15.L_t.

Tinh momen dương ở nhịp nào dùng L_t ở nhịp đó.

Giá trị hệ số β để tính nhánh M_min cho ở bảng bên dưới, và phụ thuộc vào tỉ số pd/gd và cho tại các điểm 5,6,7,…

Tại gối B có có hai điểm 5 và tại gối C có hai điểm 10, các điểm ấy tương ứng với đầu mút của L_t (mép dầm khung – liên kết cứng).

Tại nhịp biên lấy biểu đồ momen âm là đoạn thẳng, có giá trị M = 0 tại điểm cách đầu mút cả L_t bằng k.L_t.

Hệ số k được tra ở bảng bên trên.

Momen âm ở điểm 5 lấy theo L_t ở nhịp biên còn ở điểm 10 lấy theo L_t lớn hơn ở hai bên gối C.

Với dầm 5 nhịp lấy hai nhịp rưỡi rồi lấy đối xứng qua trục giữa. Với dầm 4,3 hoặc 2 nhịp lấy hai nhịp , một nhịp rưỡi hoặc một nhịp rồi đối xứng (qua gối C, tiết diện 7* hoặc tiết diện 5).

Với dầm trên 5 nhịp lấy theo dầm 5 nhịp trong đó các nhịp giữa lấy giống nhau.

Lực cắt tại tiết diện gối tựa lấy theo giá trị cho ở hình bên dưới.

Ở gối biên ta có:

Lực cắt lớn nhất ở bên trái gối B

Ở bên phải gốc B và tại gối C

Để vẽ hình bao lực cắt có thể lấy:

Hệ số γ_min =0,25 tới 0,35

Tính toán như trên đây là cho các dầm có nhịp gần bằng nhau. Khi các nhịp kế cận sai khác quá 10% thì cần điều chỉnh kết quả.

5.2 Dầm đỡ bản hai phương

Tải trọng trên dầm vừa có go phân bố đều vừa có tải trọng phân bố theo hình thang hoặc tam giác. Để tính toán có thể đổi tải trọng hình thang hoặc tam giác thành phân bố đều tương đương hoặc dùng cách treo biểu đồ.

Tải trọng tương đương

Cần phân biệt tương đương về momen và tương đương về lực cắt.

Tương đương về momen

• Lấy dầm kê lên hai gối tự do, tính momen giữa nhịp do tải trọng ( hình thang, tam giác ) gây ra. Cho momen đó bằng momen do tải trọng tương đương phân bố đều, sẽ tính được tải trọng tương đương về momen.

• Với tải trọng tam giác:

• Với tải trọng hình thang:

• Với l1, l2: Là cạnh ngắn và cạnh dài của ô bản

Tương đương về lực cắt (và phản lực gối tựa)

• Với tải trọng tam giác:

• Với tải trọng hình thang:

Từ các công thức trên ta suy ra:

• Xác định trị số tương đương của hoạt tải ptd cũng giống như đối với gtd. Sau khi có được gd và ptd , tính M và Q theo các công thức ở mục trên (mục dầm đỡ bản 1 phương) với q_d=g_d+p_td

Treo biểu đồ momen

Xem mỗi nhịp dầm là dầm đơn giản kê lên hai gối tự do, tính va vẽ biểu đồ Mog và Mop do tĩnh tải và hoạt tải gây ra.

Với tĩnh tải phân bố đều go và hình tam giác g1 ta có:

Với hoạt tải phân bố tam giác ta có:

Với tĩnh tải phân bố đều go và hình thang g1 thì ta có

Với hoạt tải hình thang ta có:

Tính Mo do toàn bộ tải trọng

Momen dương ở nhịp biên là M_nh1:

Momen dương ở nhịp giữa là M_nh2:

Momen âm ở gối thứ hai (gối B) là M_b:

Momen âm ở gối giữa là M_c:

Để có được nhánh M dương đem biểu đồ M₀ treo lên, cho đi qua các điểm:

• Ở nhịp biên, tại gối tựa A có M = 0 và tại điểm cách gối A một đoạn 0,425l_t có M = M_nh1

• Ở các nhịp giữa, treo biểu đồ M₀ qua các điểm momen ở trên các gối bằng 0,5M₀

Để có được nhánh M_min đem treo biểu đồ M₀g lên các điểm xác định momen âm ở trên gối.

6. Nội lực dầm sàn theo sơ đồ đàn hồi

Dầm liên tục có các nhịp bằng nhau (hoặc gần bằng nhau) chịu tải trọng phân bố đều tính theo sơ đồ đàn hồi, tung độ của hình bao momen và hình bao lực cắt được xác định theo công thức sau:

Các hệ số α₀, γ₀, β, δ tra ở bảng bên dưới, phụ thuộc vào số nhịp dầm (2,3,4,5) và theo tọa độ của tiết diện.

Với mỗi dầm cho số liệu để vẽ M và Q cho nửa dầm rồi lấy đối xứng.
Với dầm trên 5 nhịp các nhịp giữa lấy giống nhau.

7. Giới thiệu đơn vị cung cấp dịch vụ tư vấn thiết kế & thi công uy tín

Tầm quan trọng của các đơn vị thi công là không thể phủ nhận, uy tín của họ sẽ đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cho công trình của bạn. Hiện nay, có rất nhiều đơn vị cung cấp dịch vụ thiết kế xây dựng để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng cao tại nước ta. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị uy tín không phải là điều dễ dàng và đòi hỏi bạn phải dành thời gian tìm hiểu. Trong quá trình lựa chọn, bạn cần tìm hiểu thật kỹ và đảm bảo rằng đơn vị đi cùng phải có chuyên môn cao, nhiều năm kinh nghiệm, có hợp đồng ký kết rõ ràng, chi phí minh bạch,... Để giúp khách hàng tiết kiệm thời gian tìm kiếm, Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú tự tin rằng sẽ là sự lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.

Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú với sứ mệnh cung cấp các giải pháp và dịch vụ tốt nhất, xây dựng cộng đồng thịnh vượng cùng khách hàng, Hưng Nghiệp Phú đang từng bước khẳng định thương hiệu của mình thông qua sự hợp tác chân thành, với đội ngũ lãnh đạo có năng lực đạo đức, sáng tạo, chuyên môn cao và tầm nhìn chiến lược. Hưng Nghiệp Phú sở hữu đội ngũ nhân viên lành nghề, trình độ cao sẽ mang đến cho khách hàng những công nghệ chất lượng tốt nhất.

Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú - chuyên thi công các công trình dân dụng và công nghiệp. Chúng tôi mong muốn được đồng hành cùng khách hàng trong các dự án xây dựng cũng như các thủ tục liên tục như sơ đồ quy hoạch, xin giấy phép xây dựng, hoàn thiện thủ tục, xin cấp chứng chỉ phòng cháy chữa cháy,... Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc đang có nhu cầu thiết kế, hoàn thiện thủ tục, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!

>>> Xem thêm:

• BÍ QUYẾT CHỌN MÀU SƠN CHUẨN PHONG THỦY VỪA ĐẸP VỪA MAY MẮN

• SO SÁNH MÁI BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ MÁI VÌ KÈO LỢP NGÓI

• CÁCH ĐẢM BẢO TIẾT KIỆM CHI PHI CHO NGƯỜI MỚI XÂY DỰNG NHÀ LẦN ĐẦU

• TƯ VẤN CHỐNG NÓNG CHO NHÀ HƯỚNG TÂY

_____________________

THÔNG TIN LIÊN HỆ:

 Facebook: Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú (興業富) 

 Đường dây nóng: 1800.3368 (Miễn phí)

 Trang web: xaydunghunnghiepphu.com

 Gmail: kinhdoanh01@xaydunghungnghiepphu.com

 Địa chỉ: Số 2034D, tổ 22, KP Phước Thái, P. Thái Hòa, TP.Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương

------

Nguồn:  Tổng hợp từ Internet