Tính toán thiết kế cầu thang

Tĩnh tải Tĩnh tải cầu thang bao gồm tải trọng các lớp cấu tạo.. Cấu tạo cầu thang như hình: Hình 3.2 Các lớp cấu tạo cầu thang Bảng Error!. No text of specified style in document..1: Tĩn

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG

3.1 Mặt bằng cầu thang

Hình 3.1 Mặt bằng cầu thang tầng điển hình Cầu thang tầng điển hình là cầu thang dạng bản hai vế với cấu tạo như sau:

Vế thang có 25 bậc thang, bào gồm 2 vế thang, vế 1 có 12 bậc thang, vế 1 có 12 bậc thang, vế 2 có 13 bậc thang, kích thước mỗi bậc có kích thước như sau:

L × H = 300 × 150 mm

Sử dụng kết cấu cầu thang dạng bản chịu lực để tính toán thiết kế

3.2 Chọn sơ bộ kích thước

 Chọn sơ bộ chiều dày bản thang: 150 mm

 Chọn sơ bộ kích thước dầm cầu thang (dầm chiếu nghỉ):

0 5800

446( )

10 13 13

400 200( )

2 3 2

L

h





 Chọn h×b=400×200(mm) 3.3 Tải trọng

 Xác định góc nghiêng bản thang

 = 26o56’ → cos = 0.894

3.3.1 Tĩnh tải

Tĩnh tải cầu thang bao gồm tải trọng các lớp cấu tạo

Cấu tạo cầu thang như hình:

Hình 3.2 Các lớp cấu tạo cầu thang Bảng Error! No text of specified style in document 1: Tĩnh tải chiếu tới

Cấu tạo sàn thường Bề dày

Trọng lượng riêng tiêu chuẩn

Tĩnh tải tiêu chuẩn

Hệ số

độ tin cậy

Tĩnh tải tính toán

 Đối với bản thang nghiêng

Bảng Error! No text of specified style in document 2: Chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo

Chiều dày lớp đá hoa cương Chiều dày lớp vữa xi măng Chiều dày lớp

Phương

ngang

δ i

Phương nghiêng

b b i td

b

(l h ) cos

l

  

 

Phương ngang

δ i

Phương nghiêng

b b i td

b

(l h ) cos

l

  

 

bậc thang gạch theo phương nghiêng

Bảng Error! No text of specified style in document 3: Tĩnh tải bản thang

STT Cấu tạo

Hệ số vượt tải

n i

Bề rộng bản

Chiều dày lớp

δ i

Trọng lượng riêng γ i

Trọng lượng

g bt

Tổng trọng lượng theo phương đứng qđứng 7.638 Tổng trọng lượng phương đứng có kể đến lan can: 0.27 kN/m 7.908

3.3.2 Hoạt tải

 Đối với bản chiếu nghỉ:

tc m

p   n p  1  1.2 3 1    3.6 kN/m

 Đối với bản thang nghiêng:

tc m

p   n p   1 cos   1.2 3 1 0.87     3.132 kN/m

3.3.3 Tổng tải trọng

Bảng Error! No text of specified style in document 4: Tổng tải trọng tính toán

STT Loại bản

Tĩnh tải tính toán g tt

(kN/m)

Hoạt tải tính toán p tt

(kN/m)

Tổng tải trọng tính toán q tt = g tt + p tt

(kN/m)

3.4 Sơ đồ tính và nội lực

150

d

b

h

h     Chọn sơ đồ tính hai đầu khớp như hình

Hình 3.3: Sơ đồ tính cầu thang

Hình 3.4: Tải trọng tác động vào vế thang

Hình 3.5: Biểu đồ momen của vế thang

Hình 3.6: Phản lực ở gối

 Phân phối lại momen ở gối và nhịp:

Mg = 0.4×48.08=19.23 (kN.m)

Mn = 0.7×48.08= 33.66 (kN.m)

3.5 Tính toán thiết kế bản thang

 Vật liệu sử dụng

 Bê tông: B25 → Rb = 14.5 Mpa, Rbt = 14.5 Mpa, b = 1.00

 Cốt thép: AI → Rs= 225 Mpa, α R=0.439, ξR=0.651

 Cốt thép: AIII → Rs= 365 Mpa, α R=0.421, ξR=0.604

 Tính toán cốt thép

 Trình tự tính toán như sau:

b b o

ξγ R bh M

α = , ξ = 1- 1-2α , A = , ,

Chọn lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm do đó ta giả thiết được a = 20 mm

Với: b = 1000 mm; ho = 150 - 20 = 130 mm

Hàm lượng thép: μmin=0.1 % , μmax=2.4%

 Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Bảng Error! No text of specified style in document 5: Kết quả tính toán cốt thép cầu thang

Kí hiệu M m  A s μ (%) Bố trí A sbt

Nhịp Mn 33.66 0.13736 0.1484 7.5622 0.5894 Ø12a150 7.54 Gối Mg 19.23 0.07847 0.0818 6.8548 0.5273 Ø10a110 7.14

3.6 Tính toán thiết kế dầm cầu thang (dầm chiếu nghỉ)

3.6.1 Tải trọng tác động vào dầm chiếu nghỉ

Tải trọng do bản thang truyền vào: q1=30.05 (kN)



        

Tải trọng bản thân : q3= 0.2×0.2×1.1×25=1.1 (kN/m)

Tổng tải trọng tác dụng: q=30.05+1.5+1.1=32.65(kN/m)

3.6.2 Sơ đồ tính và nội lực dầm chiếu nghỉ

Hình 3.7: Sơ đồ tải trọng

Hình 3.8: Momen dầm chiếu nghỉ

Hình 3.9 lực cắt dầm chiếu nghỉ

3.6.3 Tính toán thép

 Thép dọc

Vật liệu: thép AIII, thép AI, bê tông B25

Chọn a=30(mm) => h0= 400-30=370(mm)

b b o

ξγ R bh M

α = , ξ = 1- 1-2α , A = , ,

Hàm lượng thép: μmin=0.1 % , μmax=2.4%

 Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Bảng Error! No text of specified style in document 5: Kết quả tính toán cốt thép dầm chíu nghỉ

Kí hiệu M m  A s μ (%) Bố trí A sbt

Nhịp Mn 21.77 0.05483 0.0564 1.6588 0.2242 2Ø12 2.26

 Cốt đai

Chọn côt thép làm cốt dai: dws=6, số nhánh n=2, Rsw=175Mpa, chọn khoảng cách giữa các cốt đai s=200 mm:

w

28.3

200

w

s sw

A

q R n

s

Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

wb 2 b2 b bt 0 sw 1.05 10 0.2 0.37 49.48 37.7

Kiểm tra điều kiện:

4 w

2 w1

1 0.01 1 0.01 1 14.5 0.855

s b

b b b

R

E nA



  





Vậy cốt đai bố trí như trên đủ khả năng chịu cắt