Hướng dẫn chi tiết về tính toán sàn một phương – Calic

Trước khi đi vào phần tính toán sàn một phương, chúng ta cần hiểu rõ sàn một phương là gì. Đây là loại sàn bê tông cốt thép trong đó tải trọng được truyền theo một phương duy nhất, thường là phương ngắn của ô sàn. Điều này có nghĩa là lực chỉ truyền về hai cạnh đối diện, và cốt thép chịu lực chính cũng được bố trí theo phương này.

Sàn một phương thường được sử dụng trong nhà ở dân dụng, nhà cấp 4, biệt thự, hoặc các công trình nhỏ có nhịp sàn từ 2m đến 5m.

Khi nào sử dụng sàn một phương?

Sàn được coi là một phương nếu tỷ lệ giữa cạnh dài và cạnh ngắn của ô sàn lớn hơn 2 (l/b > 2). Trong trường hợp này, phương dài chỉ đóng vai trò phụ trợ, còn phương ngắn là hướng truyền tải trọng chính.

Ví dụ:

• Sàn có kích thước 3m x 6.5m → l/b = 6.5 / 3 ≈ 2.17 → sàn một phương.

Các bước tính toán sàn một phương

Việc tính toán sàn một phương thường tuân theo các bước sau:

Bước 1: Xác định tải trọng tác dụng lên sàn

Tải trọng bao gồm:

• Tĩnh tải (g): Trọng lượng bản thân sàn (bê tông), lớp hoàn thiện, trần, tường xây nếu có.

• Hoạt tải (q): Phụ thuộc vào công năng sử dụng của sàn (theo TCVN 2737:1995).

Công thức tổng tải trọng phân bố:

q = g + q_hd

Trong đó:

• g: tĩnh tải (kN/m²)
• q_hd: hoạt tải tiêu chuẩn (kN/m²)

Bước 2: Chọn sơ đồ tính

Sàn một phương có thể coi như dầm bản đặt trên hai gối tựa, chịu tải phân bố đều.

Sơ đồ tính thường dùng là bản kê hai cạnh hoặc bản liên tục trên nhiều gối (nếu sàn đặt lên nhiều dầm).

Bước 3: Tính mômen uốn lớn nhất

Tùy vào sơ đồ gối đỡ, ta áp dụng công thức tính mômen:

• Sàn kê hai đầu:

M = q × l² / 8

• Sàn liên tục nhiều nhịp:

M = q × l² / 10 đến q × l² / 12 (cần tính cụ thể hoặc tra bảng)

Trong đó:

• M: mômen uốn lớn nhất (kNm/m)
• q: tải trọng phân bố đều (kN/m²)
• l: chiều dài ô sàn theo phương ngắn (m)

Bước 4: Tính chiều cao sàn (h)

Theo tiêu chuẩn, chiều dày sàn phải thỏa mãn điều kiện về độ võng:

h ≥ l / 30 đến l / 40

Ví dụ: sàn có nhịp 4m → h ≥ 4000 / 30 = 133mm
Chọn h = 150mm là hợp lý.

Bước 5: Tính cốt thép chịu lực

Áp dụng công thức tính diện tích cốt thép:

As = M / (Rs × h0 × η)

Trong đó:

• M: mômen uốn tính được
• Rs: cường độ chịu kéo của cốt thép
• h0: chiều cao làm việc của sàn (h – lớp bảo vệ – 0.5 đường kính thép)
• η: hệ số điều chỉnh (khoảng 0.9–1.0)

Sau khi có As, tra bảng để chọn đường kính và khoảng cách thanh thép phù hợp.

Ví dụ tính toán sàn một phương đơn giản

Dữ liệu đầu vào:

• Kích thước ô sàn: 3m x 6.5m → sàn một phương
• g = 4 kN/m² (gồm sàn + hoàn thiện)
• q_hd = 2 kN/m² (nhà ở)
• l = 3m
• q = 6 kN/m²
• h chọn = 120mm

Tính mômen uốn:

M = 6 × 3² / 8 = 6.75 kNm/m

Giả sử:

• Rs = 280 MPa (thép CB300)
• h0 = 120 – 20 – 5 = 95 mm
• η = 0.9

Tính As:

As = 6.75 × 10⁶ / (280 × 95 × 0.9) ≈ 278 mm²/m
→ Dùng thép D10a150 (As ≈ 523 mm²/m > yêu cầu)

 Một số lưu ý khi tính sàn một phương

• Không dùng sàn một phương cho nhịp quá lớn (>5m) nếu không gia cường thêm dầm.
• Chú ý kiểm tra độ võng và nứt nẻ theo tiêu chuẩn để đảm bảo tuổi thọ.
• Với sàn liên tục, nên tính thêm mômen âm tại gối để bố trí thép hợp lý.

Việc tính toán sàn một phương tuy đơn giản hơn so với sàn hai phương, nhưng vẫn đòi hỏi kỹ thuật chính xác, đặc biệt trong việc xác định tải trọng, mômen và bố trí cốt thép. Loại sàn này phù hợp với các công trình dân dụng nhỏ, nhà phố, biệt thự và những nơi không yêu cầu vượt nhịp lớn.

Áp dụng đúng nguyên lý tính toán sẽ giúp bạn thiết kế sàn một phương an toàn, tiết kiệm, thi công nhanh và bền vững theo thời gian.