Tính toán hệ dầm-sàn Deck (hay hệ dầm – sàn liên hợp gồm dầm thép và sàn BTCT có dùng tấm tôn sóng). Hệ dầm sàn này được dùng rộng rãi trong các công trình nhà công nghiệp, nhà nhiều tầng có khung thép chịu lực, do tính tiện ích trong thi công (không cần cốp pha cho sàn, dầm).
Download Excel Tính toán hệ dầm-sàn Deck theo TCVN – Price: 50K
***. Tính toán hệ dầm-sàn Deck
A. Tính toán, kiểm tra sàn liên hợp (tấm tôn deck + đan BTCT)
Tính toán sàn liên hợp theo hai giai đoạn:
- Giai đoạn thi công: tấm tôn deck làm việc độc lập, chịu tải trọng thi công gồm: trọng lượng đan BTCT còn ướt và hoạt tải thi công.
- Giai đoạn sử dụng: tấm tôn deck và đan BTCT cùng chịu tĩnh tải và hoạt tải sử dụng của sàn.
1. Sơ đồ tính toán
Sơ đồ tính là dầm liên tục với nhịp l của tấm tôn deck là khoảng cách giữa 2 dầm làm gối đỡ cho tấm tôn. Thông thường hay bố trí hướng của sóng tôn vuông góc với trục của dầm phụ. Có thể bố trí thêm cây chống để giảm nhịp tính toán.
Giá trị của nội lực M–max, M+max của dầm liên tục các bạn xem lại bài viết: Tính toán lanh tô BTCT
Nội lực ở dầm liên tục 4 nhịp có Mmax = 10,71.qtt.l2 / 100 = 0,1071.qtt.l2
Thiên về an toàn mình xin chọn: Mmax = qtt.l2 / 9 = 0,11.qtt.l2
Tương tự ta có công thức tính độ võng: f/l = (6,9.qtc.l3) / (1000.E.I)
2. Kiểm tra độ bền và độ võng của tấm tôn deck trong giai đoạn thi công
+ Nội lực tính toán: Mmax = Bd.qtt.l2 / 9
+ Độ bền và độ võng của tấm tôn deck thỏa mãn khi:
- Ứng suất: σ = Mmax / Wd ≤ fd.γc
- Độ võng: f/l = (6,9.qtc.l3) / (1000.Es.Id) ≤ [f/l] = 1/150
với:
- Bd: kích thước của dải bản tính toán theo khổ tôn
- qtc, qtt: tải trọng tiêu chuẩn và tính toán trong giai đoạn thi công
- Id, Wd: đặc trưng hình học (mô men quán tính và mô men kháng uốn) của tấm tôn
- Es: mô đun đàn hồi của vật liệu thép
3. Tính toán tiết diện bê tông và cốt thép sàn trong giai đoạn sử dụng
+ Tiết diện tính toán của đan BTCT có dạng chữ T như hình vẽ:
+ Nội lực tính toán: M–max = M+max = bc.qtt.l2 / 9
với qtt: tải trọng tính toán trong giai đoạn sử dụng
a. Tính toán cốt thép lớp dưới và kiểm tra độ võng
+ Kiểm tra vị trí trục trung hòa: Mc = Rb.bc.hc.(h – 0,5.hc)
- Mc ≥ M+max: trục trung hòa đi qua cánh. Tính toán như tiết diện chữ nhật có kích thước bc x h
- Mc < M+max: trục trung hòa đi qua sườn. Tính toán như tiết diện chữ T có kích thước bc x bd x h
+ Tính toán cốt thép với trường hợp trục trung hòa đi qua cánh:
+ Tính toán cốt thép với trường hợp trục trung hòa đi qua sườn:
+ Chú ý: Khi tính toán cốt thép lớp dưới, có thể kể thêm diện tích tôn cùng tham gia chịu M+max:
Fd = td.bd
với td: chiều dày của tôn deck
- khi Fd ≥ As: không cần bổ sung cốt thép
- khi Fd < As: cần bổ sung cốt thép với As,bs = As – Fd
+ Kiểm tra độ võng
f/l = (6,9.qtc.l3) / (1000.Es.Ib) ≤ [f/l] = 1/150
với:
- qtc: tải trọng tiêu chuẩn trong giai đoạn sử dụng
- Ib: mô men quán tính của tiết diện tính toán của đan BTCT
b. Tính cốt thép lớp trên
Tính toán với tiết diện chữ nhật có kích thước bd x h
với:
- h0 = h – a: chiều cao tính toán của tiết diện tính toán
- a: lớp bê tông bảo vệ (mặt sàn)
- Rb, Rs: cường độ tính toán của bê tông và cốt thép
- As: diện tích cốt thép yêu cầu
***. Tính toán hệ dầm-sàn Deck
B. Tính toán, kiểm tra dầm phụ
1. Sơ đồ tính toán
2. Nội lực tính toán
M = qtt.L2 / 8
Q = qtt.L / 2
với:
- qtt: tải trọng tính toán có kể thêm trọng lượng bản thân của dầm phụ
- L: chiều dài của dầm phụ
3. Tính toán, kiểm tra
Chú ý: Ta cũng vẫn tính toán, kiểm tra dầm phụ ở 2 giai đoạn thi công và sử dụng. Nếu sử dụng cây chống dầm phụ trong giai đoạn thi công thì không cần kiểm tra trong trường hợp này.
+ Xác định tiết diện thép tương tương của tiết diện gồm dầm phụ và đan BTCT:
n = Es / Eb
b’ = b / n = lp / 4n
lp: khoảng cách giữa các dầm phụ
+ Xác định vị trí trục trung hòa của tiết diện thép tương đương:
ybot = ΣFi.yi / ΣFi
ytop = h + hd – ybot
+ Xác định mô men quán tính của tiết diện thép tương đương đối với trục trung hòa:
Ix = ΣFi.y’i2
+ Mô men chống uống của thớ biên bên trên và bên dưới của tiết diện:
Wtop = Ix / ytop
Wbot = Ix / ybot
+ Mô men tĩnh của phần tiết diện bên trên trục trung hòa:
Sx = ΣFi.y’i
+ Mô men tĩnh của phần tiết diện đan BTCT (đã qui đổi):
S1 = ΣFi.y’i
+ Kiểm tra ứng suất pháp ở mép trên và mép dưới của tiết diện:
σtop = M / Wtop ≤ f.γc
σbot = M / Wbot ≤ f.γc
với:
- f: cường độ tính toán của vật liệu thép dầm phụ
- γc: hệ số điều kiện làm việc
+ Kiểm tra ứng suất tiếp:
τmax = Q.Sx / Ix.tw ≤ fv.γc
với:
- fv: cường độ tính toán chịu cắt của vật liệu thép dầm phụ
- tw: chiều dày bản bụng của dầm phụ
+ Kiểm tra độ võng: f/l = (5.qtc.L3) / (384.Es.Ix) ≤ [f/l] = 1/250
với qtc: tải trọng tiêu chuẩn có kể thêm trọng lượng bản thân của dầm phụ
C. Tính toán đinh hàn chống cắt
Đinh hàn chống cắt dùng để chống lại lực trượt T do ứng suất tiếp tại vị trí tiếp giáp giữa đan BTCT và cánh dầm thép.
+ Lực trượt T trên một mét dài dầm: T = Q.S1 / Ix
+ Khả năng chống trượt của một đinh hàn: T1 = AM.fvb
với AM: diện tích tiết diện của một đinh hàn
+ Tổng số đinh hàn cần thiết trên suốt chiều dài dầm: n = T.L / T1