Tính toán thiết kế cầu thang trục D-6

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG TRỤC D-6 Thiết kế cầu thang 2 vế dạng bản,có limon đúc bằng BTCT, bậc xây gạch Cầu thang tính từ lầu 1 đến lầu 8, có cao độ từ +4.500 (m) đến +32.500 (m) Chiều cao mỗi tầng 3.500 (m) I/ SƠ ĐỒ HÌNH HỌC II/ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG Lựa chọn sơ bộ các kích thước cầu thang Chọn sơ bộ kích thước : Dầm limon DL1: Chọn =15cm Chọn =25cm Dầm limon DL2: Chọn =20cm Chọn =40cm Dầm D1 Chọn hd = 35cm Chọn bd = 20cm Dầm D2 Chọn hd = 25cm Chọn bd = 20cm Chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ là 6 cm. Theo công thức qui định kích thước bậc: 2hb + lb = (60 – 65)cm Từ đó chọn lb = 28 cm; hb = 16 cm Đối với bản nghiên Tải trọng bao gồm tĩnh tải và hoạt tải Tĩnh tải Trọng lượng và kích thước các lớp cấu tạo bản thang Chiều dày bậc gạch qui đổi: STT Các lớp cấu tạo g d gbtc Hệ số độ tin cậy n gbtt (kG/m3) (cm) (kG/m2) (kG/m2) 1 Đá mài 2000 2 40 1.1 44 2 Lớp vữa lót 1800 3 54 1.3 70.2 3 Bậc xây gạch 1800 7.1 127.8 1.2 153.36 4 Bản BTCT 2500 6 150 1.1 165 5 Vữa đáy 1800 1.5 27 1.3 35.1 Tổng cộng: 467.66 Hoạt tải Pđ = 1.2 x 300 = 360 (kG/m2) Chuyển hoạt tải đứng về tải nghiêng (kG/m2) Tổng tải tính toán q = g + p = 467.66 + 312 = 779.66 (kG/m2) Đối với bản chiếu nghỉ Tĩnh tải Trọng lượng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ Trọng lượng và kích thước các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ STT Các lớp cấu tạo g d gStc Hệ số độ tin cậy n gStt (kG/m3) (cm) (kG/m2) (kG/m2) 1 Đá mài 2000 2 40 1.1 44 2 Lớp vữa lót 1800 3 54 1.3 70.2 3 Bản BTCT 2500 6 150 1.1 165 4 Vữa đáy 1800 1.5 27 1.3 35.1 Tổng cộng: 314.3 Hoạt tải P = 1.2 x 300 = 360 (kG/m2) Tổng tải tính toán q = g + p = 314.3 + 360 = 674.3 (kG/m2) III/ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG Bản thang Sơ đồ tính Bản thang được tính toán như bản sàn.có kích thước B=1300, Xét tỷ số Bản làm việc 1 phương.(bản dầm).Cắt theo phương cạnh ngắn B 1 dãy có bề rộng b=1m để tính. Sơ đồ tính 2.Bản chiếu nghỉ Bản chiếu nghỉ được tính toán như bản sàn,có kích thước b=1280mm,l=2900mm Xét tỷ số l/b=2900/1280=2.27>2.Bản làm việc 1 phương (bản dầm),cắt 1 phương theo cạnh ngắn b=1m để tính. Sơ dồ tính: Tính toán cốt thép Tính bản thang,chiếu nghỉ như cấu kiện chịu uốn Các đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán: Bêtông M300 có Rn = 130 kG/cm2; Rk = 10kG/cm2; Cốt thép CI có Ra = 2000 kG/cm2; Ra’ = 2000 kG/cm2. Cắt 1m bề rộng dọc theo bản thang để tính b = 100 cm bề rộng tính toán; a = 1.5 cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông; chiều cao có ích của tiết diện. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Kết quả tính toán cốt thép trình bày trong bảng sau: Ô sàn Giá trị mômen (kG.m) b (m) ho (m) A g Fatt (cm2) Thép chọn m (%) f (mm) a (mm) Fachọn (cm2) Banthang 160 1 0.045 0.0718 0.963 1.8467 6 150 1.9 0.42222 Chieu nghi 140 1 0.045 0.0629 0.968 1.6078 6 170 1.7 0.37778 Các dầm thang Dầm Dl1: Dầm limon DL1: Chọn =15cm Chọn =25cm Sơ đồ tính Dl1 được xem là 1 dầm đơn giản ,liên kiết khớp ở hai đầu .nhip tính toán l=2.9m. dầm chiụ tác dụng tải trọng gồm: Trọng lượng bản thân: g == 119.07 (kG/m) -do bản thang truyền vào,là phản lực giối tựa: qb= ==585.18(kG/m) -Trọng lượng lan can: qlc = 30/cos30=34.64 (kG/m) Þ Tổng tải trọng: q = 119.07 +585.18+34.64 =738.89 (kG/m) B) Dầm D1 -Sơ bộ chọn tiết diện: hd = ( ) x290 Chọn hd = 35cm Chọn bd = 20cm -Trọng lượng bản thân dầm: g = 0,2x0,35x2500x1,1 =192.5 (kG/m) -Do bản thang truyền vào chính là phản lực gối tựa do dầm limon Dl1 truyền vào: R=1040/cos30=1200(kG) - -Phản lực chiếu nghỉ tác dụng xuống dầm: qtđ= ==431.6 (kG/m) Þ Tổng tải trọng: q = 192.5 +431.6=624.1 (kG/m) C) Dầm D2 -Sơ bộ chọn tiết diện: hd = ( ) x290 Chọn hd = 25cm Chọn bd = 20cm -Trọng lượng bản thân dầm: g = 0,2x0,25x2500x1,1 =137.5 (kG/m) -Phản lực chiếu nghỉ tác dụng xuống dầm: qtđ= ==431.55 (kG/m) -Trọng lượng tường tác dụng xuống dầm DT1: qt = hxgx1.2 =1.6x180x1.2 = 345.6 (kG/m) Þ Tổng tải trọng: q = 137.5 +431.55+345.6 =914.7 (kG/m) D) Dầm limonDl2 -Sơ bộ chọn tiết diện: Chọn hd = 40cm Chọn bd = 20cm -Trọng lượng bản thân dầm: g ==254.03 (kG/m) -Phản lực do dầm chiếu nghỉ D2 truyền vào: R=2100 (kG) -do bản thang truyền vào,là phản lực giối tựa: qb= ==585.18(kG/m) -Trọng lượng tường tác dụng xuống dầm DT1: qt=== 399 (kG/m) Þ Tổng tải trọng: q = 127 +585.18+399 =1111.18 (kG/m) E) Tính toán cốt thép Các đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán: Bêtông M250 có: Rn = 130 kG/cm2 Rk = 10 kG/cm2 Cốt thép CII có: Ra = 2600 kG/cm2 Ra’= 2600 kG/cm2 Cốt dọc Giả thiết a = 4 cm . Dầm Giá trị mômen (kG.m) b (cm) ho (cm) A g Fatt (cm2) Thép chọn Fachọn (cm2) m (%) Dl1 NHỊP 850 15 21 0.0988 0.9479 1.642 2F12 2.26 0.7175 GỐI 1.6 2F12 2.26 D1 NHỊP 2200 20 31 0.088 0.9538 2.862 3F12 3.39 0.5468 GỐI 2.66 2F12 2.26 D2 NHỊP 960 20 21 0.0837 0.9562 1.06 2F12 2.26 0.5381 GỐI 1.06 2F12 2.26 Dl2 NHỊP 1060 20 36 0.0315 0.984 1.151 2F12 2.26 0.3139 GỐI 450 20 36 0.0134 0.9933 0.484 2F12 2.26 0.3139 Cốt đai: Ta cĩ: D1: Qmax = 2100 kG ;D2 Qmax = 1330 kG ù Qmax = 2100 kG koRnbho = 0.35x130x20x21 = 19110 kG k1Rkbho = 0.6x10x20x21 = 2520 kG bêtông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính cốt đai Bố trí cốt đai theo cấu tạo. Do hd < 45cm nên bố trí f6a150 trong khoảng ¼ nhịp dầm gần gối tựa và f6a250 giữa nhịp. Ta cĩ: DL1: Qmax = 1040 kG ;DL2 Qmax = 1690 kG ù Qmax = 1690 kG koRnbho = 0.35x130x10x36 = 16380 kG k1Rkbho = 0.6x10x20x36 = 4320 kG bêtông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính cốt đai Bố trí cốt đai theo cấu tạo. Do hd < 45cm nên bố trí f6a150 trong khoảng ¼ nhịp dầm gần gối tựa và f6a250 giữa nhịp.