Tìm hiểu tính toán về cầu thang bộ

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ CẤU TẠO CẦU THANG BỘ: Hình 2.1:Mặt Bằng Và Mặt Cắt Cầu Thang Bộ Tầng Điển Hình Chọn chiều dày bản thang hbt= () L , chọn hbt= 100 mm Kích thước bậc thang chọn sơ bộ theo công thức sau: 2hb+lb = (6062) cm Ta chọn hb=165 mm , suy ra lb= 250 mm. Cầu thang dạng bản chịu lực. Kích thước dầm chiếu nghỉ chọn là : 200x300 SƠ ĐỒ TÍNH: Bản Thang: Do cấu tạo của bản và thiên về an toàn nên sơ đồ tính của bản thang được tính theo hai sơ đồ: Hai đầu khớp mục đích tìm môment lớn nhất tại nhịp và bố trí cốt thép ở nhịp. Hai đầu ngàm mục đích tìm mônment lớn nhất tại gối và bố trí cốt thép ở gối. Sơ Đồ 1: Hình 2.2 : Bản Thang vế 1 Hình 2.3 : Bản Thang vế 2 Sơ Đồ 2: Hình 2.4 : Bản Thang vế 1 Hình 2.5 : Bản Thang vế 2 Dầm Thang: Hình 2.6 : Dầm Chiếu Nghỉ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG : 1. Tĩnh Tải: -Đá granit, ﻻ=20KN/m3, n=`1.1, б1=10 - Vữa lát gạch, ﻻ=18KN/m3, n=1.2, б2=20 - Bậc xây gạch, ﻻ=14KN/m3, n=1.2, б3 - Bản BTCT, ﻻ=25KN/m3, n=1.1, б1=100 -Vữa trát, ﻻ=18KN/m3, n=1.2, б1=15 Hình 2.7 : Các lớp cấu tạo bản thang Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang (phần bản nghiêng) Trọng lượng bản thân : gb = (kN/m2) trong đó: - khối lượng của lớp thứ i; - chiều dày tương đương của lớp thứ i; Đối với các lớp gạch ( đá hoa cương, đá mài…) và lớp vữa có chiều dày chiều dày được tính : - góc nghiêng của bản thang; Đối với bậc thang xây gạch có kích thước (lbx hb), chiều dày tương đương được xác định như sau: ni – hệ số độ tin cậy của lớp thứ i. Ta có : l= 250mm =0.25 m h= 165mm =0.165m cos=0.8346 Bảng 2.1: Tính chiều dày tương đương các lớp cấu tạo bản thang STT Cấu tạo bản thang lb(m) hb(m) (m) cos (m) 1 Đá granit 0.25 0.165 0.010 0.8346 0.014 2 Vữa lát gạch 0.25 0.165 0.020 0.8346 0.027 3 Bậc xây gạch 0.25 0.165 - 0.8346 0.0688 4 Vữa trát 0.25 0.165 0.015 0.8346 0.021 Bảng 2.2: Xác định tải trọng các lớp cấu tạo bản thang STT Cấu tạo bản thang (m) (kN/m3) n gi (kPa) 1 Đá granit 0.014 20 1.1 0.308 2 Vữa lát gạch 0.027 18 1.2 0.5832 3 Bậc xây gạch 0.0688 18 1.2 1.486 4 Bản BTCT 0.100 25 1.1 2.750 5 Vữa trát 0.021 18 1.2 0.454 6 Trọng lượng tay vịn quy đổi 0.5 1.3 0.65 gbtt 6.231 Trọng lượng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo công thức: gc = (kN/m2) -Đá granit, ﻻ=20KN/m3, n=`1.1, б1=10 - Vữa lát gạch, ﻻ=18KN/m3, n=1.2, б2=20 - Bản BTCT, ﻻ=25KN/m3, n=1.1, б1=100 -Vữa trát, ﻻ=18KN/m3, n=1.2, б1=15 Hình 2.9 Các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ Bảng 2.3: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo của bản chiếu nghỉ và chiếu tới STT Cấu tạo bản thang (m) (kN/m3) n gi (kPa) 1 Đá granit 0.010 20 1.1 0.220 2 Vữa lát gạch 0.020 18 1.2 0.432 3 Bản BTCT 0.100 25 1.1 2.750 4 Vữa trát 0.015 18 1.2 0.324 gbtt 3.726 Tỉnh tải tác dụng lên dầm chiếu nghỉ: Phản lực do bản thang truyền vào: Rttbt (KN/m) Trọng lượng bản thân: g1= b*h*n*γ= 0.2*0.3*1.1*25=1.65 (KN/m) Trọng lượng tường xây: g2= γ*h = 3.3*1.8 = 5.94 (KN/m) (Tường 20) Tổng tỉnh tải: g = Rttb+ g1+ g2 Hoạt Tải: ptt= ptc.n (3.7) trong đó: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737:1995, đối với cầu thang văn phòng lấy ptc = 3 (kN/m); n – hệ số độ tin cậy; Þ ptt= 3 x 1.2 = 3.6 (kN/m). Tổng Tải Trọng: Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản thang: qbt = gbtt + ptt = 6.231 + 3.6 = 9.831 (kN/m). Tải trọng toàn phần tác dụng lên chiếu nghỉ.: qcn = gctt + ptt = 3.726 + 3.6 = 7.326 (kN/m) TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP: Tính Toán Nội Lực: Bản Thang: Bản thang vế 1: Sơ Đồ 1: Hình 2.10: Sơ Đồ tính và tải trọng bản thang vế 1 Hình 2.11: Biểu đồ môment bản thang vế 1 Hình 2.12: Phản lực gối tựa bản thang vế 1 Sơ Đồ 2: Hình 2.13: Sơ đồ tính và tải trọng bản thang vế 1 Hình 2.14: Biểu đồ môment bản thang vế 1 Bản Thang vế 2: Sơ đồ 1: Hình 2.15: Sơ Đồ tính và tải trọng bản thang vế 2 Hình 2.16: Biểu đồ môment bản thang vế 2 Hình 2.17: Phản lực gối tựa bản thang vế 2 Sơ đồ 2: Hình 2.18: Sơ đồ tính và tải trọng bản thang vế 2 Hình 2.19: Biểu đồ môment bản thang vế 2 Dầm Chiếu Nghỉ: Tổng tỉnh tải: g = Rttb+ g1+ g2 = 22.67+1.65+5.94 = 30.26(kN/m) Hình 2.14: Sơ Đồ và tải trọng dầm chiếu nghỉ Hình 2.15: Biểu đồ môment dầm chiếu nghỉ Hình 2.16: Biểu đồ lực cắt dầm chiếu nghỉ Tính Toán Và Bố Trí Cốt Thép: *Các công thức áp dụng đề tính cốt thép : Diện tích cốt thép được tính theo công thức sau Sau khi tính toán cốt thép phải kiểm tra hàm lượng cốt thép: Với : = 2.8% : Phụ thuộc vào cấp độ bền của bê tông và loại thép = 0.85 đối với bê tông nặng Theo TCVN qui định, chọn Cốt Thép Dọc: Bảng 2.4:Bảng Đặc Trưng Vật Liệu Bê tông B25 Cốt Thép AI,AII Rb Rbt Eb zR Rs Rsc Es (Mpa) (Mpa) (MPa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) 14.5 10.5 30x103 0.645 0.622 225 280 225 280 2.1x104 Bản Thang: - Do hai vế có nội lực tương đương nhau nên chỉ tính toán cho vế 1,bố trí thép cho vế 2 tương tự. - Bản thang được tính như cấu kiện chịu uốn. - Giả thiết tính toán: a = 1.5 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thiép đến mép bê tông chịu kéo; ho - Chiều cao có ích của tiết diện. ho = hs – a =10 – 1.5 = 8.5 cm; b =100 cm - bề rộng tính toán của dải bản. Bảng 2.5: Kết Quả Tính Cốt Thép Bản Thang Tên cấu kiện Vị trí Giá trị Mô men(kNm) b (cm) ho (cm) am Astt (cm2) µ (%) Chọn thép Aschọn (cm2) µ (%) Nhận xét Bản thang Gối 18.89 100 8.5 0.18 0.2 7.48 0.88 f12a150 7.54 0.88 Thỏa Nhịp 28.32 100 8.5 0.27 0.321 12 1.4 f12a100 11.31 1.33 Thỏa Bản chiếu nghỉ Gối 19.13 100 8.5 0.182 0.202 7.55 0.89 f12a150 7.54 0.88 Thỏa Nhịp 18.89 100 8.5 0.18 0.278 7.48 0.88 f12a150 7.54 0.88 Thỏa Dầm Chiếu Nghỉ: - Giả thiết tính toán: a = 2.5 cm - khoảng cách từ trọng tâm cốt thiép đến mép bê tông chịu kéo; ho - Chiều cao có ích của tiết diện. ho = hd – a =30 – 2.5 = 27.5 cm; b =100 cm - bề rộng tính toán của dải bản. Bảng 2.6: Kết Quả Tính Cốt Thép Dầm Chiếu Nghỉ Tên cấu kiện Vị trí Giá trị Mô ment(kNm) b (cm) ho (cm) am Astt (cm2) Chọn thép µ% f (mm) Aschọn (cm2) Dầm chiếu nghỉ Gối 30,9 20 27.5 0.14 0.15 4.27 2ф16 4.022 0.73 Nhịp 14,5 20 27.5 0.066 0.068 1.94 2ф12 2.262 0.41 Tính toán cốt đai Bước 1: Chọn số liệu đầu vào - Chọn cấp độ bền của bê tông: Rb, Rbt, Eb. - Chọn loại cốt đai: Rsw, Es. - Tra bảng tìm: φb2, φb3, φb4 , b. - Chọn a ho = h – a - Tiết diện có chịu ảnh hưởng của lực dọc hay không: + Nếu có: (N là lực nén) và (N là lực kéo) + Nếu không có: - Tiết diện chữ nhật hay chữ T: + Chữ nhật: + Chữ T: với trong đó: -: bề rộng bản cánh; -: chiều cao bản cánh. Bước 2: Kiểm tra về điều kiện tính toán QA Qo = 0.5 φb4 (1 + φn)Rbtbho - Nếu thỏa điều kiện thì đặt cốt đai theo cấu tạo. - Nếu không thỏa phải tính cốt đai. Bước 3: Tính toán cốt đai - Tính: với 1.5 Từ C* xác định C, Co theo bảng: Bảng 2.7: Xác Định Các Hệ Số C, Co C* <ho ho ¸ 2ho >2ho C ho C* C* Co C* C* 2ho - Tính: ; - Tính: - Chọn qsw = max ( qw1, qw2) - Khoảng cách cốt đai theo tính toán: - Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: khi h < 450mm khi h 450mm s = min(stt, sct) Bước 4: Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén giữa các vết nứt nghiêng - Nếu thỏa điều kiện thì bố trí cốt đai - Ngược lại, có thể chọn lại cốt đai hoặc tăng tiết diện. Bảng 2.9: Nhánh đai và các hệ số Đai sử dụng Hệ số phụ thuộc loại bê tông фđai (mm) n Asw (mm2) φb1 φb2 φb3 φb4 6 2 56.52 0.885 2 0.6 1.5 Bảng 2.10: Kết quả tính toán cốt đai Q (N) b (mm) h (mm) Qo (N) Nhận xét Khoảng Cách Sct (mm) 33110 200 300 43312 Cốt Đai Cấu tạo 150