TÍNH ĐỘ VÕNG SÀN BTCT THEO TIÊU CHUẨN TCVN 5574:2018 BẰNG SAFE

Tính độ võng sàn là một trong những yêu cầu cần thiết để đảm bảo tính an toàn, kinh tế và thẩm mỹ cho công trình. Trong thiết kế, chúng ta luôn phải đảm bảo các cấu kiện đạt yêu cầu về độ bền (TTGH thứ nhất) và biến dạng (TTGH thứ 2).

Cùng LPC tham khảo thêm cách tính độ võng sàn BTCT bằng phần mềm SAFE ngay nhé

1. Tính độ võng sàn là gì?

Hiện tượng võng và nứt kết cấu bê tông cốt thép thường gây lo ngại cho chủ đầu tư và người sử dụng công trình. Ảnh hưởng của độ võng và vết nứt sẽ làm mất mỹ quan kiến trúc công trình, làm giảm độ bền lâu của kết cấu và sự an toàn của kết cấu.

Do vậy, việc tính võng sàn giúp đảm bảo kết cấu công trình, giảm thiểu tối đa rủi ro võng – nứt sàn trong quá trình thi công và đưa vào sử dụng

2. Cở sở lý thuyết tính độ võng sàn

• Tính toán về biến dạng (độ võng) được tính toán theo TTGH 2, tính toán với tải trọng tiêu chuẩn (không có hệ số vượt tải).
• Cần tính toán độ võng dưới tác dụng của:
  • Tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn khi biến dạng cần được hạn chế do các yêu cầu công nghệ hoặc cấu tạo.
  • Tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn khi biến dạng cần được hạn chế do các yêu cầu thẩm mỹ.
• Xét tới sự làm việc dài hạn của kết cấu BTCT, cần xét tới các yếu tố từ biến và co ngót cũng như tác dụng dài hạn của các loại tải trọng.
• Nếu độ võng chủ yếu phụ thuộc vào biến dạng uốn thì giá trị độ võng được xác định dựa trên độ cong.
• Theo mục 8.3.2.1 TCVN 5574:2018:
• Tính toán độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép được tiến hành theo điều kiện:

f ≤ fu

Trong đó:

f : là độ võng của cấu kiện bê tông cốt thép dưới tác dụng của ngoại lực.

fu : là giá trị độ võng giới hạn cho phép của cấu kiện bê tông cốt thép.

3. Tính toán thực hành

Tính độ võng sàn trong thực hành, ta có thể sử dụng phần mềm SAFE và tiêu chuẩn Eurocode 2 với các thông số vật liệu tương đương để phân tích và xác định độ võng sàn. Bài viết này sử dụng phiên bản SAFE V12.

Độ võng toàn phần f lúc này được tính như sau:

f = f1 – f2 + f3

• Trong đó:
  • f1 – độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng
  • f2 – độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn
  • f3 – độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

• Các trường hợp tải:
  • Tải trọng bản thân kết cấu (DL)
  • Tải trọng các lớp hoàn thiện (SDL)
  • Tải trọng tường bao che (WL)
  • Hoạt tải sử dụng (LL12 , LL13)

3.1. Xây dựng mô hình tính toán.

• Cách 1: Tạo mô hình trực tiếp trong phần mềm SAFE.
• Cách 2: Xuất mô hình sàn cần tính (dưới dạng file .f2k) từ mô hình ETABS. 

3.2. Chọn tiêu chuẩn áp dụng.

       Vào Design => Design Preferences

Mục Code: Chọn tiêu chuẩn

Mục Min.Cover Slabs: Chọn lớp bê tông bảo vệ, vị trí lớp cốt thép.

3.3. Khai báo đặc trưng vật liệu.

                  Vào Define => Materials

• Kiểm tra và hiệu chỉnh các thông số vật liệu xuất từ Etabs.
• Chọn MAT1 => Modify / Show Material…

3.4. Khai báo thông số cốt thép khi phân tích vết nứt.

       Vào Run => Cracking Analysis Options 

• Mục Reinforcement Source:
  • From Finite Element Based Design: Cốt thép từ chương trình tự tính toán. (tùy chọn mặc định)
  • Quick Tension Rebar Specification: Người dùng khai báo cốt thép.
• Mục Minimum Reinforcing Ratios Used for Cracking Analysis: Hàm lượng cốt thép tối thiểu khi tính toán vết nứt. Có thể lấy μ = 0.003
• Mục Cracking Modulus of Rupture: Chọn 1 trong 2 cách đều được
  • Program Default : Chương trình tự tính toán
  • User Specified : Người dùng khai báo thông số f_ctm -Cường độ chịu kéo trung bình của bê tông ở tuổi 28 ngày. Bê tông B25 có f_ctm = 2.2 MPa

3.5. Khai báo các trường hợp tải tính độ võng sàn.

       Vào Define => Load Cases => Add New Case…

•  f1:- độ võng do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng.

• f2 – độ võng do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn

• • Theo TCVN 2737-1995, hoạt tải có 2 thành phần: toàn phần và dài hạn. Phần dài hạn thường chiếm 20%-35%. Có thể lấy bằng 0.3 gần đúng phần lớn các loại hoạt tải.

• f3 – độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

• • Tổ hợp này kể đến tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn, dùng 2 đặc trưng Creep Coefficient (CR) cho từ biến và Shrinkage (SH) cho co ngót của bê tông.
  • Hệ số từ biến cho ở  Bảng 11 tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 phụ thuộc vào cấp cường độ và độ ẩm tương đối của không khí môi trường xung quanh.
  • Với B25 và độ ẩm trên 75% ta có CR=1.8. Hệ số SH có thể lấy bằng 0.0003 hoặc xác định theo tính toán.

• Khai báo tổ hợp tải trọng tính độ võng sàn:
  • f = f1 – f2 + f3
  • Vào Define => Load Combinations… => Add New Combo…

3.6. Xem kết quả phân tích sau khi tính độ võng sàn

Vào Run => Run Analysis & Design chạy phân tích mô hình.

Vào Display => Show Deformed Shape… để xem kết quả độ võng sàn.

• Giá trị độ võng:

• • Độ võng tương đối của ô sàn theo phương Lx: Δx = Δ – 0.5(Δx1+Δx2)
  • Độ võng tương đối của ô sàn theo phương Ly: Δy = Δ – 0.5(Δy1+Δy2)
• Kiểm tra độ võng:  max(Δx,Δy)  < [Δ]

• [Δ] : Độ võng giới hạn, lấy theo Bảng M.1 TCVN 5574:2018

—- Công Ty TNHH Xây dựng Lâm Phạm – LPC

Hotline: 0911.29.9696

Website: https://lpc.vn

Facebook: Lam Pham Construction  

Youtube: Lam Pham Construction  

Tiktok: Lam Pham Construction