KẾT CẤU DẦM SÀN Ô CỜ

Khái niệm sàn ô cờ

Sàn ô cờ là loại sàn sườn toàn khối có dầm sàn được đặt theo 2 phương, chia bản ra từng ô kiểu ô cờ .

Thí dụ có một phần sàn ở giữa bốn cột ABCD, các dầm nối cột là dầm khung như dưới.

Khi các kích thước L1, L2 là tương đối bé thì chỉ cần làm bản sàn kê lên các dầm khung.

Khi kích thước khá lớn nếu chỉ làm bản sàn thì chiều dày bản sẽ là lớn, muốn giảm được chiều dày bản cần làm thêm dầm sàn đặt theo một phương hoặc hai phương.

Khi dầm sàn đặt theo 1 phương như dưới ta có được các dầm sàn.

Khi đặt dầm sàn theo 2 phương, có thể chọn một phương làm dầm chính còn một phương làm dầm phụ như hình dưới ( dầm chính 1 được đặt theo phương nằm ngang, có kích thước tiết diện lớn hơn các dầm phụ 2 đặt theo phương dọc )

Quan niệm bản vừa kê lên dầm phụ và dầm chính. Tải trọng từ dầm phụ sẽ truyền vào cho dầm chính. Dầm phụ kê lên dầm chính và dầm khung AB, CD. Dầm chính kê lên dầm khung AD,BC.

Thông thường dùng dầm sàn theo hai phương là đồng cấp và tạo nên sàn ô cờ như hình dưới.

Với sơ đồ đồng cấp ở trên, kích thước tiết diện dầm theo hai phương là như nhau. Mỗi dầm đều kê lên các dầm khung. Trong phạm vi mỗi nhịp của dầm khung có thể bố trí một hoặc hai hay nhiều hơn các dầm sàn.

Kích thước sàn ô cờ

Gọi kích thước lưới cột là L1*L2 với L1<=L2 ( L1 là cạnh bé ).

Thì thông thường chỉ làm sàn ô cờ khi L1>=6m và L2<=1,5.L1.

Dầm sàn chia bản thành các ô có kích thước L1*L2 với 0,7<=L1/L2<=1,4.

Chiều dài cạnh ngắn chọn trong khoảng 1,5-2,5m.

Kích thước tiết diện dầm theo 2 phương lấy bằng nhau với chiều cao h= (1/12-1/20).L1.

Lấy h theo hướng lớn hơn khi tăng cạnh ngắn ô bản và tăng tỉ số L2/L1.

Trong 1 công trình thực tế có lúc người ta lấy h của dầm sàn bằng h của dầm khung, đó là do yêu cầu thẩm mĩ của kiến trúc chứ không phải do yêu cầu chịu lực.

Sơ đồ làm việc của dầm sàn ô cờ

Mỗi dầm sàn ô cờ được xem là kê lên các dầm khung, có nhịp là L1 và L2.

Ở chỗ các dầm giao nhau có thể xuất hiện lực liên kết. Xác định các lực này bằng điều kiện là tại chỗ giao nhau đó ta cho độ võng của hai dầm bằng nhau.

Xét hai dầm ab và cd giao nhau tại O và gọi X là phản lực liên kết như hình dưới.

Nếu tách riêng hai dầm ra để xét thì tại O phải đưa thêm lực X, nó sẽ hướng xuống đối với dầm này ( dầm khỏe hơn ) và hướng lên đối với dầm kia ( dầm yếu hơn ).

Như hình bên dưới thì dầm CD được xem là khỏe hơn, nếu tính riêng rẽ thì độ võng tại O của dầm cd là bé hơn so với dầm AB, lực X trên dầm CD là hướng xuống.

Nếu khi xét riêng từng dầm mà độ võng chỗ giao nhau của hai dầm bằng nhau thì X=0. Thông thường trong tính toán người ta bỏ qua việc xác định các lực liên kết X mà tìm công thức tính momen, lực cắt cho từng dầm theo tải trọng, kích thước L1, L2 của ô cờ và nhịp dầm L1, L2.

Khi trong mỗi nhịp của dầm khung chỉ bố trí một hoặc hai dầm sàn như hình dưới thì nội lực trong các dầm theo mỗi phương là giống nhau.

Khi trong mỗi nhịp của dầm khung bố trí từ ba dầm sàn trở lên như hình dưới thì nội lực trong các dầm sàn ở khoảng giữa là lớn hơn so với các dầm ở gần dầm khung.

Dầm sàn ô cờ có thể là dầm đơn, một nhịp như hình trên. Hoặc là liên tục nhiều nhịp như hình dưới.

Nội lực dầm sàn ô cờ

Nhịp nguyên của dầm là khoảng cách giữa các dầm khung L1, L2. Từ L1, L2 xác định Lt của dầm theo phương pháp thông thường đối với dầm sàn. Mút của dầm sàn ô cờ có thể kê lên tường hoặc liên kết với dầm khung.

Nội lực của dầm đơn

Xét dầm đơn kê lên hai gối tự do, nội lực trong dầm có thể xác định bằng các công thức lập sẵn; hoặc bằng cách xác định tải trọng tương đương phân bố đều lên dầm rồi dùng cách tính toán thông thường.

Đặt g,p là tải trọng phân bố đều trên bản; phần tải trọng tương đương bản truyền vào là gi và pdi tính như sau; ( i=1,2 chỉ phương của dầm đang xét ).

Hệ số ψ1, ψ2 được tra ở bảng dưới.

Tải trọng tương đương lên dầm theo mỗi phương là:

Có được qd, ta sẽ tính momen và lực cắt.

Dầm theo phương L1:

Dầm theo phương L2:

Với go là trọng lượng bản thân của dầm.
L1,L2 là nhịp tính toán của dầm theo hai phương.

Ngoài ra để tính toán nội lực của dầm sàn ô cờ ;ta cũng có thể dùng các chương trình phần mềm máy tính; được lập theo phương pháp phần từ hữu hạn như sap 2000, etabs , robot để tính toán.