CẤU TẠO TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG BÊ TÔNG CỐT THÉP

Cấu tạo của sàn phẳng bê tông cốt thép

Cấu tạo cơ bản của sàn phẳng bê tông cốt thép gồm bản và dầm, còn gối đỡ sàn có thể là tường hoặc cột.

Một số trường hợp đặc biệt của sàn phẳng bê tông cốt thép như:

Móng bè là 1 loại sàn phẳng lật ngược.
Tường và đáy của các bể chứa hình chữ nhật cũng là 1 dạng sàn phẳng.
Bản mặt cầu, mặt cầu càng trong xây dựng cầu đường.
Và trong nhiều bộ phận khác của công trình thủy điện hoặc thủy nông.

Nhiệm vụ của sàn trong hệ kết cấu nhà:

Trực tiếp tiếp nhận tải trọng thẳng đứng để truyền xuống tường và cột, sau đó là xuống móng.
Đồng thời sàn còn đóng vai trò là vách cứng nằm ngang tiếp nhận tải trọng ngang ( như gió và động đất ) để truyền vào các kết cấu thẳng đứng ( khung, vách ) qua đó truyền xuống móng.

Lưu ý khi thiết kế kết cấu sàn:

Khi tính toán kết cấu sàn, ta chủ yếu chỉ tính toán với tải trọng thẳng đứng.
Và để kết cấu sàn làm được nhiệm vụ vách cứng ngang, chịu ảnh hưởng của lún không đều và thay đổi nhiệt độ thì ta phải giải quyết tốt các biện pháp cấu tạo cho sàn.

Phân biệt bản dầm và bản kê 4 cạnh

Khi tính toán kết cấu sàn, bạn sẽ thường xuyên gặp phải 2 khái niệm quan trọng đó là bản dầm và bản kê bốn canh.

Bản Dầm

Ta xét 1 bản tựa trên hai gối tựa A và B, chịu tải trọng phần bố đều trên toàn bộ mặt bản.

Khi chịu tải trọng phân bố đều, mặt bản sẽ biến dạng thành một mặt trụ. Phương L1 bị cong còn phương L2 vẫn thẳng.

Momen uốn chỉ xuất hiện trên phương L1, từ đó ta thấy rằng tải trọng chi truyền theo phương L1 hoặc bản chỉ chịu lực theo một phương (L1). Khi đó bản làm việc như 1 dầm có nhịp là L1 và ta gọi đó là bản dầm.

Bản kê 4 cạnh

Nếu ta xét 1 bản có kích thước là L1xL2 nhưng nó được tựa trên bốn cạnh và cũng chịu tải phân bố đều q .

Khi chịu tác động của tải trọng, bản sẽ bị biến dạng cong theo cả phương L1 và phương L2. Như vậy momen uốn xuất hiện trên cả hai phương L1 và L2

Lúc đó ta nói, tải trọng q được truyền về gối tựa theo cả hai phương hay bản làm việc theo cả hai phương.

Giả sử gọi:

Tải trọng truyền theo phương L1 là q1
Tải trọng truyền theo phương L2 là q2

Sau đó hãy tưởng tượng, ta sẽ tiến hành cắt hai dải ở chính giữa bản, với mỗi dải có chiều rộng là một đơn vị chiều dài.

Tiếp đến ta tính độ võng ở giữa nhịp của hai dải bản trên, thì ta có:

Do hai dải bản dính chặt với nhau nên độ võng của 2 dải bản sẽ như nhau, tức là f1=f2.
Từ điều kiện trên, ta cho 2 biểu thức f1 và f2 bằng nhau thì suy ra được công thức.

Từ biểu thức trên ta rút ra kết luận:

Nếu L2/L1>=3 thì q1>=81q2. Có nghĩa trên 98,7% tải trọng q đã được truyền theo phương L1 => Như vậy khi L2/L1>=3 mặc dù là bản kê trên bốn cạnh nhưng có thể xem nó như bản loại dầm ( truyền lực theo 1 phương L1).
Trong thực tế khi tính toán kết cấu, để đơn giản mà vẫn phù hợp với các yêu cầu cấu tạo ( cốt chịu lực và cốt phân bố ) người ta vẫn tính bản kê bốn cạnh như bản dầm khi L2/L1>=2.
Khi L2/L1<2 người ta gọi bản là bản kê bốn cạnh, vì lúc đó tải trọng sẽ truyền theo cả hai phương của bản.

Các loại sàn bê tông cốt thép trên thị trường hiện nay.

Phân loại theo phương pháp thi công

Sàn sườn toàn khối: Là sàn được đổ bê tông ngay tại vị trí thiết kế.
Sàn lắp ghép: Là sàn được chế tạo sẵn và được vận chuyển tới vị trí thiết kế để lắp ghép.
Sàn nửa lắp ghép: Là sàn lai của hai loại sàn trên.

Phân loại theo sơ đồ kết cấu

Sàn dầm ( hay còn gọi là sàn sườn ).
Sàn không dầm ( hay còn gọi là sàn nấm ).

Trong sơ đồ sàn có dầm ( sàn sườn ) lại được chia ra

Sàn sườn toàn khối có bản dầm.

Sàn sườn toàn khối có bản kê bốn cạnh.

Sàn dày sườn ( hay còn gọi là sàn ô cờ ).

Sàn nhiều sườn.

Sàn có dầm bẹt.

Sàn panen ( hay còn gọi là sàn lắp ghép ).

Thiết kế kết cấu dầm sàn bê tông cốt thép

Thiết kế kết cấu sàn chủ yếu là thiết kế sàn và dầm sàn.

Bước 1: Mô tả kết cấu

Trong bước này, bạn cần nêu rõ tên gọi, vị trí trên mặt bằng kết cấu cũng như nhiệm vụ, đặc điểm của dầm sàn nếu có. Kèm theo chỉ rõ các kích thước cơ bản của dầm sàn

Bước 2: Sơ đồ kết cấu

Chỉ ra được các liên kết, gối tựa cho sàn là kết cấu tĩnh định hay siêu tĩnh.

Bước 3: Chọn sơ bộ kích thước cho sàn

Trong phần này, dựa vào các công thức kinh nghiệm ta sẽ chọn bề dày cho dầm, sàn.

Bước 4: Xác định tải trọng cho dầm sàn.

Tải trọng cho dầm sàn gồm: Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải ) và tải trọng tạm thời ( hoạt tải ) cũng như xét các trường hợp bất lợi có thể xảy ra của hoạt tải.

Bước 5: Tính toán và vẽ biểu đồ nội lực cho dầm sàn

Có nhiều phương pháp để xác định nội lực cho sàn, vì vậy trước khi tính toán kết cấu sàn cần nêu tên phương phương sử dụng và lý do chọn phương pháp đó là gì.

Kèm theo chú ý kết cấu đang xét là kết cấu tĩnh định hay siêu tĩnh.

Với kết cấu tĩnh định: Chỉ dùng một phương pháp; một sơ đồ duy nhất đó là sơ đồ tính theo đàn hồi. Để giảm nhẹ việc tính toán ta nên dùng các biểu đồ và công thức lập sẵn cho các sơ đồ dầm ứng với các trường hợp tải trọng

Với siêu tĩnh ( dầm và bản liên tục ): Ta có thể dùng sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ dẻo trong đó có xét tới sự phân phối lại nội lực do tính chất dẻo của vật liệu, do sự hình thành khớp dẻo.

Với sơ đồ đàn hổi ta có thể dùng phương pháp bảng tra, phương pháp lực; phương pháp chuyển vị, pháp pháp phần tử hữu hạn hoặc dùng chương trình phần mềm tính toán kết cấu như sap 2000, etabs , robot.