THANG VE

Để đơn giản và thiên về an toàn, trong đồ án này em dùng sơ đồ phổ biến nhất để xác định nội lực cho bản thang: sơ đồ 1 gối cố định,1 gối di động.. + Cầu thang bộ là một trong những hệ t

Lớp đá ceramic dày 10mm

Lớp vữa lĩt dày 20mm

Bậc xây bằng gạch

Bản bêtơng cốt thép

Lớp vữa trát dày 15mm

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ KẾT CẤU CẦU THANG 2.1 Mặt bằng cầu thang 900 MẶT BẰNG CẦU THANG TL1/20 +8.850 8 7' D C 1300 3600 200 4900 14 14 30 20 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

.2 Tính sơ bộ các kích thước

- Kích thước bậc thang : Chiều rộng : b = 300mm

Chiều cao : h = 150 mm Tanα =

5 , 0 300

Cosα = 0,894

α = 26,57o

- Nhịp tính toán : Lo = 4900 (mm)

- Chiều dày bản bê tông cốt thép

b

D 0,8.4900

 Chọn hb = 120 (mm)

- Kích thước dầm chiếu nghỉ:

d

3000

12

 Chọn dầm 200x300mm

.3 Tính toán tải trọng

.3.1 Bản thang

+ Lớp đá ceramic đứng và nằm dày 10mm:

g1 = n.γ.δ

2

2 h b

h b

+

+

= 1,2.2000.0,01

2 2

15 , 0 3 , 0

15 , 0 3 , 0

+

+

= 32,20 kG/m2 + Lớp vữa lót dày 20mm:

g2 = n.γ.δ

2

2 h b

h b

+

+

= 1,3.1600.0,02

2

2 0 , 15 3

, 0

15 , 0 3 , 0

+

+

= 55,81 kG/m2 +Trọng lượng bậc xây:

g3= n.γ

2 2

2

h b

h b

+

=1,1.1800

2 2

15 , 0 3 , 0 2

15 , 0 3 , 0

+

=132,82 kG/m2 + Đan BTCT dày 120mm

g4 = n.γ.δ = 1,1.2500.0,12 = 330 kG/m2 + Vữa trát dày 15mm:

g5 = 1,3.1600.0,015= 31,2 kG/m2 Tổng tĩnh tải :gb = 32,2 + 55,81 + 132,82 + 330 + 31,2 = 582,03 kG/m2

Theo phương đứng:

2 b

g

cos 0,8

582 9

,0 4

3

α

Trọng lượng của lang can:

2 lc

30

g 21,43(kG / m ) 1,4

b) Hoạt tải

q = n.qtc = 1,2.300 = 360 kG/m2

 Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng phân bố trên 1m2 bản:

.3.2 Sàn chiếu nghỉ

+ Lớp đá cremic dày 10mm: g1 =n.γ.δ

g1 = 1,2.2000.0,01 = 24 kG/m2

+ Lớp vữa lót dày 20mm: g2 =n.γ.δ

g2 = 1,3.1600.0,02 = 41,6 kG/m2 + Lớp bản BTCT dày 120mm:

δ

γ

g3 = 1,1.2500.0,12 = 330 kG/m2

+ Lớp vữa trát mặt dưới dày 15mm: g4 =n.γ.δ

g4 = 1,3.1600.0,015 = 31,2 KG/m2 Tổng cộng tĩnh tải : g = 24 + 41,6 + 330 + 31,2 = 426,68 kG/m2

p = n.ptc = 1,2.300 = 360 kG/m2

 Tổng tải trọng theo phương thẳng đứng phân bố trên 1m2 bản

q2 = 426,68 + 360 = 786,8 kG/m2

.4.Tính toán bản thang

- Để đơn giản và thiên về an toàn, trong đồ án này em dùng sơ đồ phổ biến

nhất để xác định nội lực cho bản thang: sơ đồ 1 gối cố định,1 gối di động Nguyên nhân bởi

vì:

+ Cột và dầm được thi công từng tầng, bản thang là kết cấu độc lập được thi công sau cùng Chính vì vậy, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang và dầm thang

(việc này rất hay xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường).

+ Cầu thang bộ là một trong những hệ thống giao thông đứng trong công trình, khi xảy ra sự cố bất thường như cháy nổ, hoả hoạn, động đất… thì nơi đây chính là lối thoát

hiểm duy nhất (thang máy sẽ không được dùng trong những trường hợp này), và khi đó tải

trọng sẽ có thể tăng hơn những lúc bình thường rất nhiều, vì thế tính an toàn của cầu thang cần được đảm bảo tối đa

- Từ những lý do trên, xác định cách tính toán như sau: sơ đồ dầm đơn giản một gối cố định, một gối di động, tải phân bố đều để có mô men max tại giữa nhịp Sau khi có

mô men max này, tiến hành tính toán thép cho nhịp, tại gối mô men bằng không nhưng trên thực tế thì tại gối vẫn có thể chuyển vị khi có người sử dụng, để hạn chế chuyển vị này ta đặt thép cấu tạo cho tại gối

- Vật liệu sử dụng:

Bê tông B25 có Rb = 14,5(MPa); Rbt = 1,05(MPa

Thép AII

(φ > 8)

: Rs = Rsc = 280(MPa); Rsw = 225(MPa); R

0, 417

α =

; R

0,593

ξ =

Thép AI

(φ ≤ 8)

: Rs = Rsc = 225(MPa); Rsw = 175(MPa); R

0, 427

α =

; R

0,618

ξ =

- Bản chịu lực theo một phương, cắt 1m theo phương chịu lực để tính tốn (Mơ hình trong SAP2000)

- Nội lực tính thép:

 Nội lực được xuất ra từ SAP2000, ta cĩ: Mnhịp = 3350,28(kG.m)

3350,28 kG.m

Biểu đồ moment

2507,13 kG.m

1032,47 kG/m

Sơ đồ chất tải

786,8 kG/m

Phản lực gối tựa

2439,98 kG

2810 kG 0

.4.1 Tính thép cho bản thang

+ Bản thang chịu lực một phương, cắt 1m theo phương chịu lực để tính như cấu kiện chịu uốn, đặt cốt đơn Tiết diện chữ nhật, b x h = 1m x hb

+ Chọn a = 2 cm → ho = 12 – 2 = 10 cm

+ Mnhịp = Mmax = 3350,28 (kG.m)

+ Công thức tính:

b 0

M 3350, 28.100

0, 231 0, 417

R bh 145.100.10

⇒

Diện tích thép yêu cầu:

2 b

s

2

14a110 13,99(cm )

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá

hoại dòn, cũng không được quá ít: min max

µ µ

µ ≤ ≤

+ Với

s o

1, 4%

bh 100.10

b

s

µmin = 0,1%

µ = < µ = < µ =

, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện

về hàm lượng cốt thép

.4.2 Tính thép gối

+ Tại gối mô men bằng không nhưng trên thực tế, trong quá trình sử dụng thì tại đây vẫn xuất hiện chuyển vị, vì vậy đặt thép cấu tạo tại gối và tính toán khả năng chịu lực

+ Thép cấu tạo lấy Mgối = 0,3Mmax = 0,3.3350,28 = 1005,084 (kG.m)

+ Chọn a = 2 cm → ho = 12 – 2 = 10 cm

+ Công thức tính:

b 0

0,07 0, 417

R bh 14

1005,08 5.100.1

4 0

m R

⇒

Diện tích thép yêu cầu:

2 b

s

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá

hoại dòn, cũng không được quá ít: min max

µ µ

µ ≤ ≤

+ Với

s o

0,39%

bh 100.10

b

s

µmin = 0,1%

µ = < µ = < µ =

, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép

+ Tính toán độ bền của tiết diện chữ nhật: có bxh = 100x12(cm)

+ Chiều cao vùng chịu nén:

s s b

R o

⇒ ξ = = = < ξ =

, thỏa điều kiện hạn chế.

+ Khả năng chịu lực được tính theo công thức sau:

[M] R bh (1 0.5.0,076).14,5.10 (0,1) 13949(kG.m) M 1005,084(kG.m)

 Thép gối được chọn thỏa yêu cầu.

+ Cốt thép theo phương ngang bản thang chọn theo cấu tạo φ6a200

.5 Tính toán dầm chiếu nghỉ

- Sơ bộ chọn kích thước dầm thang như sau:

1

12

=> Chọn dầm 200x300mm

- Tải trọng :

+ Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ bao gồm phản lực do bản thang truyền vào, tải trọng vách nhơm – kính và tải trọng do bản thân dầm thang

+ Tải trọng do bản thang truyền vào(Phản lực của bản thang): q1 = 2439,98 kG/m

+ Tải trọng tường: 2 t t t

+ Tải trọng bản thân dầm :q3=

+ Tải trọng vữa trát: q4 = 1,3.1600.0,015.(0,3 + 0,18) = 14,976 (kG/m

+ Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang nằm trong phần thang:

q = q1 + q2 + q3 = 2439,98 + 653,4 + 165+ 14,976 = 3273,356(kG/m)

- Sơ đồ tính: Tính như dầm đơn giản một nhịp, coi liên kết giữa hai đầu dầm là khớp

3000 3273,356 kG/m

3000 3682,526 kG.m

3000 4910,034 kG

Sơ đồ chất tải

Biểu đồ moment

Biểu đồ lực cắt

4910,034 kG

.5.1 Tính thép dọc

- Vật liệu:

+ Bê tơng B25 cĩ: Rb = 14,5(MPa); Rbt = 1,05(Mpa);

0.421

R

α =

+ Thép AII

(φ > 8)

: Rs = Rsc = 280(MPa); Rsw = 225(MPa); R

0, 417

α =

; R

0,593

ξ =

+ Thép AI

(φ≤ 8)

: Rs = Rsc = 225(MPa); Rsw = 175(MPa); R

0, 427

α =

; R

0,618

ξ =

3273,356 kG/m

3000 2455,02kG.m

3000 4910,034 kG

Sơ đồ chất tải

Biểu đồ moment

Biểu đồ lực cắt

3000

1227,51kG.m

2455,02kG.m

4910,034 kG

a Tính thép gối

+ Moment gối:

gối

Chọn a = 3,5cm → ho = 30 – 3,5 = 26,5 (cm)

+ Cơng thức tính:

b 0

2455,02 20.(26,5)

=> Diện tích thép cần tính là:

2 b

s

+ Chọn thép As = 2φ16 = 4,02(cm2)

+ Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép khơng được quá nhiều để tránh phá hoại dịn, cũng khơng được quá ít: min max

µ µ

µ ≤ ≤

+ V i ớ

s 0

0,76%

b max R

s

µmin = 0,1%

µ = < µ = < µ =

, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép

b Tính thép nhịp

+ Moment nhịp:

nhip

Chọn a = 3,5cm → ho = 30 – 3,5 = 26,5 (cm)

+ Công thức tính:

b 0

1227,51 20.(26,5)

=> Diện tích thép cần tính là:

2 b

s

+ Chọn thép As = 2φ14 = 3,08(cm2)

+ Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không được quá ít: min max

µ µ

µ ≤ ≤

+ V i ớ

s 0

0,58%

b max R

s

µmin = 0,1%

µ = < µ = < µ =

, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép

2.5.2.Tính cốt đai

- Lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm chiếu nghỉ:

- Chọn đai : đai 2 nhánh Ø6, Asw = 56,5 (mm2)

 Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

Qmax ≤ Qbt = 0,3.φw1.φb1.Rb.b.h0.

- Với φw1 = 1 ÷ 1.05

- φb1 = 1-β.Rbvới β = 0,01 (Bê tông nặng ) Rb = 14,5 MPa

φb1 = 1 - 0,01.145 = 0,855

 Qbt = 0,3.1,05.0,855.145.20.26,5 = 20697,63 (kG) > QMax =

4910, 034(kG)

Thỏa mãn điều kiện về ứng suất nén chính

 Tính cốt đai

Qb : lực cắt do bê tông chịu :

Qb =

b M C

- Với Mb = φb2.( 1 + φf + φn ).Rb.b.h02,

φb2 = 2 (Bê tông nặng)

φf = 0 ( Không phải tiết diện chữ T nên không có cánh),

φn = 0 (Trong dầm không có lực dọc)

→ Mb = 2.10,5.20.26,52 = 294945 (kG.cm) = 2949,45 (kG.m)

- Tính

*

A

o

b 2.

1, 2(m) 12 0(

cm) 2

,45 C

=

Chọn C = C* = 1,20m, C0 = 2h0 = 0,53m

( )

b

b

Qbmin= φb3(1 + φf + φn ) Rbtbh0= 0,6.10,5.20.26,5= 3339 (kG)

→ Chọn Qb = 3339 kG

sw1

0

bmin

sw

0

2

→ Lấy qsw = 6300 (kG/m)

- Tính bước đai

( )

tt sw sw

sw

- Bước đai cho phép lớn nhất

A

450mm

- Bước đai cấu tạo lớn nhất : với dầm có h = 300 mm ≤ 450 mm

- Đoạn ¼.l từ gối : sct

g = ≤ ( 150 và h/2 = 150 ) = 150 mm

- Chọn s = min ( stt, smax, sct )

- sg = min ( 157, 450, 150 ) = 150 (mm)

 Vậy cốt đai trong dầm : ϕ6a150

- Đoạn ¼.l từ gối : sg = 150mm

- Đoạn giữa : snh = 200 mm

.6 Tính toán dầm chiếu tới

- Sơ bộ chọn kích thước dầm thang như sau:

1

12

=> Chọn dầm 200x300mm

- Tải trọng :

+ Tải trọng do bản thang truyền vào(phản lực của bản thang): q1 = 2810 kG/m

+ Tải trọng do bản sàn truyền vào :

2

1

q 745,8 372,9(kG / m) 2

+ Tải trọng bản thân dầm :q3=

+ Tải trọng vữa trát: q4 = 1,3.1600.0,015.(0,2.2 + 0,18) = 18,096 (kG/m)

+ Tổng tải trọng tác dụng lên dầm thang nằm trong phần thang:

q = q1 + q2 + q3 + q4 = 2810+ 372,9 + 165+ 18,096 = 3365,996(kG/m)

- Sơ đồ tính: Tính như dầm đơn giản một nhịp, coi liên kết giữa hai đầu dầm là khớp

3365,996 kG/m

3000

3786,746 kG.m

3000

5048,994 kG

Sơ đồ chất tải

Biểu đồ moment

Biểu đồ lực cắt

5048,994 kG

.6.1. Tính thép dọc

+ Vật liệu:

Bê tơng B25 cĩ: Rb = 14,5(MPa); Rbt = 1,05(Mpa);

0.421

R

α =

+ Thép AII

(φ > 8)

: Rs = Rsc = 280(MPa); Rsw = 225(MPa); R

0, 417

α =

; R

0,593

ξ =

+ Thép AI

(φ≤ 8)

: Rs = Rsc = 225(MPa); Rsw = 175(MPa); R

0, 427

α =

; R

0,618

ξ =

+ Tính thép nhịp:

nhip max

Chọn a = 3,5cm → ho = 30 – 3,5 = 26,5 (cm)

+ Cơng thức tính:

b 0

3786,74 20.(26,5)

6

=> Diện tích thép cần tính là:

2 b

s

+ Chọn thép As = 2φ20 = 6,28(cm2)

+ Hàm lượng cốt thép: hàm lượng cốt thép không được quá nhiều để tránh phá hoại dòn, cũng không được quá ít: min max

µ µ

µ ≤ ≤

+ V i ớ

s 0

1, 2%

b max R

s

µmin = 0,1%

µ = < µ = < µ =

, cấu kiện bố trí thép đã thỏa điều kiện về hàm lượng cốt thép

 Thép gối lấy theo cấu tạo 2φ14

2.6.2 Tính cốt đai

- Lực cắt lớn nhất xuất hiện trong dầm chiếu nghỉ:

- Chọn đai : đai 2 nhánh Ø6, Asw = 56,5 (mm2)

 Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính:

Qmax ≤ Qbt = 0,3.φw1.φb1.Rb.b.h0.

- Với φw1 = 1 ÷ 1.05

- φb1 = 1-β.Rbvới β = 0,01 (Bê tông nặng ) Rb = 14,5 MPa

φb1 = 1 - 0,01.145 = 0,855

 Qbt = 0,3.1,05.0,855.145.20.26,5 = 20697,63 (kG) > Qmax = 5048,994 (kG)

Thỏa mãn điều kiện về ứng suất nén chính

 Tính cốt đai

Qb : lực cắt do bê tông chịu :

Qb =

b M C

- Với Mb = φb2.( 1 + φf + φn ).Rb.b.h02,

φb2 = 2 (Bê tông nặng)

φf = 0 ( Không phải tiết diện chữ T nên không có cánh),

φn = 0 (Trong dầm không có lực dọc).

→ Mb = 2.10,5.20.26,52 = 294945 (kG.cm) = 2949,45 (kG.m)

- Tính

b

A

2.

1,17 (m) 117(

cm)

45 C

=

Chọn C = C* = 1,20m, C0 = 2h0 = 0,53m

( )

b

b

Qbmin= φb3(1 + φf + φn ) Rbtbh0= 0,6.10,5.20.26,5= 3339 (kG)

→ Chọn Qb = 3339 kG

sw1

0

bmin

sw

0

2

→ Lấy qsw = 6300 (kG/m)

- Tính bước đai

( )

tt sw sw

sw

- Bước đai cho phép lớn nhất

A

s

Q

=

- Bước đai cấu tạo lớn nhất : với dầm có h = 300 mm ≤ 450 mm

- Đoạn ¼.l từ gối : sct

g = ≤ ( 150 và h/2 = 150 ) = 150 mm

- Chọn s = min ( stt, smax, sct )

- sg = min ( 157, 450, 150 ) = 150 (mm)

 Vậy cốt đai trong dầm : ϕ6a150

- Đoạn ¼.l từ gối : sg = 150mm

- Đoạn giữa : snh = 200 mm