Tính toán hệ dầm-sàn Deck theo TCVN

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).

***. 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:

Nội lực ở dầm liên tục 4 nhịp có M_max = 10,71.q_tt.l² / 100 = 0,1071.q_tt.l²

Thiên về an toàn mình xin chọn: M_max = q_tt.l² / 9 = 0,11.q_tt.l²

Tương tự ta có công thức tính độ võng: f/l = (6,9.q_tc.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: M_max = B_d.q_tt.l² / 9

+ Độ bền và độ võng của tấm tôn deck thỏa mãn khi:

• Ứng suất: σ = M_max / W_d ≤ f_d.γ_c
• Độ võng: f/l = (6,9.q_tc.l³) / (1000.E_s.I_d) ≤ [f/l] = 1/150

với:

• B_d: kích thước của dải bản tính toán theo khổ tôn
• q_tc, q_tt: tải trọng tiêu chuẩn và tính toán trong giai đoạn thi công
• I_d, W_d: đặc trưng hình học (mô men quán tính và mô men kháng uốn) của tấm tôn
• E_s: 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 = b_c.q_tt.l² / 9

với q_tt: 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: M_c = R_b.b_c.h_c.(h – 0,5.h_c)

• M_c ≥ M⁺_max: trục trung hòa đi qua cánh. Tính toán như tiết diện chữ nhật có kích thước b_c x h
• M_c < M⁺_max: trục trung hòa đi qua sườn. Tính toán như tiết diện chữ T có kích thước b_c x b_d 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:

F_d = t_d.b_d

với t_d: chiều dày của tôn deck

• khi F_d ≥ A_s: không cần bổ sung cốt thép
• khi F_d < A_s: cần bổ sung cốt thép với A_s,bs = A_s – F_d

+ Kiểm tra độ võng

f/l = (6,9.q_tc.l³) / (1000.E_s.I_b) ≤ [f/l] = 1/150

với:

• q_tc: tải trọng tiêu chuẩn trong giai đoạn sử dụng
• I_b: 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 b_d x h

với:

• h₀ = h – a: chiều cao tính toán của tiết diện tính toán
• a: lớp bê tông bảo vệ (mặt sàn)
• R_b, R_s: cường độ tính toán của bê tông và cốt thép
• A_s: 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 = q_tt.L² / 8

Q = q_tt.L / 2

với:

• q_tt: 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 = E_s / E_b

b’ = b / n = l_p / 4n

l_p: khoảng cách giữa các dầm phụ

+ Xác định vị trí trục trung hòa của tiết diện thép tương đương:

y_bot = ΣF_i.y_i / ΣF_i

y_top = h + h_d – y_bot

+ Xác định mô men quán tính của tiết diện thép tương đương đối với trục trung hòa:

I_x = ΣF_i.y’_i²

+ Mô men chống uống của thớ biên bên trên và bên dưới của tiết diện:

W_top = I_x / y_top

W_bot = I_x / y_bot

+ Mô men tĩnh của phần tiết diện bên trên trục trung hòa:

S_x = ΣF_i.y’_i

+ Mô men tĩnh của phần tiết diện đan BTCT (đã qui đổi):

S₁ = ΣF_i.y’_i

+ Kiểm tra ứng suất pháp ở mép trên và mép dưới của tiết diện:

σ_top = M / W_top ≤ f.γ_c

σ_bot = M / W_bot ≤ f.γ_c

với:

• f: cường độ tính toán của vật liệu thép dầm phụ
• γ_c: hệ số điều kiện làm việc

+ Kiểm tra ứng suất tiếp:

τ_max = Q.S_x / I_x.t_w ≤ f_v.γ_c

với:

• f_v: cường độ tính toán chịu cắt của vật liệu thép dầm phụ
• t_w: chiều dày bản bụng của dầm phụ

+ Kiểm tra độ võng: f/l = (5.q_tc.L³) / (384.E_s.I_x) ≤ [f/l] = 1/250

với q_tc: 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 / I_x

+ Khả năng chống trượt của một đinh hàn: T₁ = A_M.f_vb

với A_M: diện tích tiết diện của một đinh hàn

+ Tổng số đinh hàn cần thiết trên suốt chiều dài dầm: n = T.L / T₁

Xem thêm: Bảng giá tôn sàn deck

Những câu hỏi về Tôn sàn deck | ton san deck bạn sẽ quan tâm

Sàn Deck là gì và tại sao nó lại được sử dụng phổ biến trong xây dựng hiện nay?

Sàn Deck là loại sàn bê tông cốt thép được tăng cường độ cứng bằng các tấm thép sóng hình chữ V hoặc hình chữ W. Nó được sử dụng phổ biến vì nhiều ưu điểm như: Tiết kiệm thời gian thi công: Giảm thiểu thời gian đổ bê tông, rút ngắn tiến độ công trình. Tăng khả năng chịu lực: Nhờ có tấm thép sóng, sàn Deck có khả năng chịu lực lớn hơn so với sàn bê tông thông thường. Giảm chiều dày sàn: Góp phần giảm tải trọng cho kết cấu và tiết kiệm vật liệu. Tạo mặt phẳng sàn phẳng: Dễ dàng hoàn thiện bề mặt sàn.

Các yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình tính toán hệ dầm-sàn Deck?

Quá trình tính toán hệ dầm-sàn Deck chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm: Tải trọng tác dụng: Tải trọng thường xuyên (tải trọng tự thân, tải trọng sử dụng), tải trọng bất thường (gió, động đất). Kích thước dầm, sàn: Chiều cao dầm, chiều dày sàn, khoảng cách giữa các dầm. Loại bê tông, thép: Cấp bền của bê tông, loại thép sử dụng. Điều kiện ràng buộc: Cách thức liên kết giữa dầm và cột, điều kiện tỳ của sàn. Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 5574:2018 là tiêu chuẩn chính được sử dụng tại Việt Nam.

Quy trình tính toán hệ dầm-sàn Deck theo TCVN bao gồm những bước nào?

Quy trình tính toán thường bao gồm các bước sau: Xác định tải trọng: Tính toán các loại tải trọng tác dụng lên sàn. Phân phối tải trọng: Phân phối tải trọng từ sàn xuống dầm. Tính toán tiết diện dầm: Xác định chiều cao, chiều rộng dầm để đảm bảo chịu lực. Kiểm tra độ võng: Kiểm tra độ võng của sàn dưới tác dụng của tải trọng. Kiểm tra cường độ bê tông và thép: Kiểm tra ứng suất trong bê tông và thép có nhỏ hơn giá trị cho phép hay không.

Phần mềm nào thường được sử dụng để tính toán hệ dầm-sàn Deck?

Hiện nay có nhiều phần mềm hỗ trợ tính toán kết cấu, trong đó các phần mềm phổ biến được sử dụng để tính toán hệ dầm-sàn Deck bao gồm: SAFE: Phần mềm chuyên dụng cho tính toán sàn bê tông. ETABS: Phần mềm phân tích kết cấu tổng hợp. SAP2000: Phần mềm phân tích kết cấu tổng hợp. Ngoài ra, còn có các phần mềm khác như Staad.Pro, Robot Structural Analysis...

Những lưu ý khi tính toán hệ dầm-sàn Deck là gì?

Khi tính toán hệ dầm-sàn Deck, cần lưu ý: Hiểu rõ tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 5574:2018 là tài liệu tham khảo quan trọng. Xác định chính xác tải trọng: Tải trọng ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả tính toán. Chọn phần mềm phù hợp: Mỗi phần mềm có ưu nhược điểm khác nhau. Kiểm tra kết quả tính toán: So sánh kết quả tính toán với các quy định của tiêu chuẩn. Tham khảo ý kiến chuyên gia: Nếu gặp khó khăn, nên tham khảo ý kiến của các kỹ sư kết cấu.