Tính toán bố trí thép sàn là việc đòi hỏi nhiều công sức và trí tuệ. Các kỹ sư tính toán ngoài học tập còn phải có kinh nghiệm thực tế để thiết kế hợp lý và tiết kiệm nhất. Vậy khi tính toán cần tuân theo tiêu chuẩn gì và quy trình thực hiện như thế nào?
Tầm quan trọng của việc tính toán thép sàn
1. Tại sao cần tính toán thép sàn
Việc tính toán thép sàn để:
- Chọn sơ đồ kết cấu phù hợp với công trình để tính toán nội lực.
- Xác định tải trọng tác dụng lên sàn và nội lực có trong sàn để tính toán thép.
- Chọn đường kính, số lượng và khoảng cách bố trí thép hợp lý trong sàn từ đó tiết kiệm vật liệu cũng như chi phí xây dựng công trình.
2. Căn cứ tiêu, chuẩn tính toán bố trí thép sàn
Khi tính toán thép sàn cần căn cứ theo tiêu chuẩn TCVN: 356- 2005 kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, TCVN: 2737- 1995 tải trọng và tác động và một số tiêu chuẩn việt nam khác được ban hành.
Quy trình tính toán thép sàn
Việc xác định nội lực sàn là yêu cầu bắt buộc để tính toán thép. Tính toán thép bao gồm các bước thi công sau:
1. Chọn sơ đồ kết cấu
Thông thường hiện nay việc thi công sàn bê tông hiện nay được đổ trực tiếp nên được xem là sàn bê tông toàn khối. Dựa theo hình thức liên kết được để xác định sơ đồ kết cấu phù hợp:
- Sơ đồ kết cấu, các loại liên kết là kết cấu tĩnh định hay siêu tĩnh…
Với kết cấu tĩnh định: dùng phương pháp tính toán và sơ đồ tính đàn hồi để xác định nội lực. Và dùng các công thức có sẵn để tính toán.
Với kết cấu siêu định: Có thể tính toán theo sơ đồ tính đàn hồi hoặc siêu tĩnh. Khi tính toán bằng sơ đồ đàn hồi cho kết cấu siêu tĩnh có thể dùng nhiều phương pháp khác nhau để tính như: phương pháp tra bảng, phương pháp lực, phương pháp chuyển vị, dùng chương trình tính của máy tính…
2. Xác định tải trọng tác dụng lên sàn
Có 2 tải trọng chính đó là tĩnh tãi và hoạt tải
- Tĩnh tải: là các thành phần tải trọng nằm cố định trong suốt quá trình sử dụng công trình như: tải trọng bản thân của bê tông sàn nhà, tải trọng lớp gạch vữa nền nhà.
- Hoạt tải: là thành phần tải trọng có thể thay đổi theo thời gian như: tải trọng người đi lại, tải trọng đồ vật không cố định trên sàn nhà…
Khi tính toán thì để đơn giản hóa cách tính toán thì giả thiết tải trọng phân bố đều và liên tục trên sàn nhà. Còn thực tế thì tải trọng hoạt tải phân bố không đều trên sàn nhà.
3. Xác định nội lực trong bản sàn bê tông
Cần xác định phân biệt các liên kết trong bản sàn
- Liên kết cứng và liên kết ngàm.
- Liên kết kê và liên kết gối tựa.
Xác định mômen trong ô sàn:
- Sàn chịu uốn 1 phương: Ô sàn có liên kết cứng theo một cạnh. ô bản có liên kết trên hai cạnh đối diện, song song sẽ chịu uốn theo một phương vuông góc với cạnh có liên kết.
- Sàn chịu uốn 2 phương: Ô bản có liên kết cứng trên hai cạnh vuông góc sẽ chịu uốn theo cả hai phương.
4. Tính toán bố trí thép sàn theo thiết kế
- Tính thép bản sàn như cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m = 1000mm, chiều cao h = chiều dày sàn (mm).
- Khi thiết kế cốt thép sàn ta thường chọn đường kính và tính toán khoảng cách các thanh thép. Chọn đường kính thép: chọn Ø6; 8; 10; … đồng thời thỏa mãn điều kiện Ø ≤ h/10.
- Việc bố trí cốt thép cần phải phối hợp cốt thép giữa các ô sàn với nhau, khoảng cách cốt
thép bố trí Sbt < Stt. Tính lại diện tích cốt thép bố trí AS theo khoảng cách Sbt.
Bố trí thép sàn đúng kỹ thuật
1. Khoảng cách lớp bê tông bảo vệ thép
Abv: khoảng cách từ mép BT đến đáy cốt thép.
- abv = 10 mm đối với h < 100 mm.
- abv = 15 mm đối với h > 100 mm.
Chú ý : đối với cốt thép chịu momen dương thì a của 2 phương khác nhau. Do momen theo phương cạnh ngắn thường lớn hơn momen theo phương cạnh dài nên người ta thường đặt thép cạnh ngắn nằm dưới để tăng ho.
2. Khoảng cách của cốt thép
- Khoảng cách giữa các cốt thép chịu lực a = 70 đến 200 mm.
- Khi chiều dày bản h > 80mm nên dùng các thanh thép uốn đặt xen kẽ nhau, điểm uốn
cách mép gối = l/6, góc uốn = 30 độ. khi h < 100mm, = 45 độ. khi h > 100mm (điều này không bắt buộc). Số thép sau khi uốn được neo vào gối >1/3 diện tích thép giữa nhịp và không ít hơn 3 thanh/1m dài.
- Cốt thép phân bố (cốt thép đặt theo phương cạnh dài đối với sàn bản dầm) không ít hơn
10% cốt chịu lực nếu L2/L1 > 3; không ít hơn 20% cốt chịu lực nếu L2/L1 < 3. Khoảng cách các thanh < 350mm, đường kính cốt thép phân bố < đường kính cốt thép chịu lực.
3. Tác dụng của bố trí thép cấu tạo
- Chống nứt do bêtông co ngót.
- Cố định cốt chịu lực.
- Truyền tải sang vùng xung quanh tránh tập trung ứng suất.
- Chịu ứng suất nhiệt.
- Cản trở sự mở rộng khe nứt.
Tính toán bố trí thép sàn đúng tiêu chuẩn kỹ thuật là vô cùng quan trọng trong quá trình xây dựng các công trình. Việc thực hiện công việc này đòi hỏi kiến thức và kinh nghiệm sâu rộng trong lĩnh vực xây dựng và kỹ thuật.
Nguồn: phamgiacons
