thiết kế chung cư bình đức vĩnh long (thuyết minhphụ lục)

Xác định bề dày sàn hs : Quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang,do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm các điều kiện sau: Tải trọng ngang

KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KỸ SƯ NGÀNH XÂY DỰNG

THIẾT KẾ CHUNG CƯ BÌNH ĐỨC VĨNH LONG

(THUYẾT MINH/PHỤ LỤC)

SVTH : TRẦN TRỌNG HÙNG MSSV : 20366135

GVHD : ThS LÊ VĂN BÌNH

TP Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2012

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp được hoàn thành, sinh viên thực hiện đề tài xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến Lê Văn Bình Những gợi ý về đề tài và sự chỉ dẫn tận tình của Thầy trong suốt quá trình thực hiện khóa luận đã giúp sinh viên định hướng tốt nội dung, đưa đến những cách giải quyết tương đối thỏa đáng đối với những vấn đề chính của đề tài

Đồng thời sinh viên cũng xin cảm ơn gia đình, các bạn sinh viên đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Lời cuối cùng sinh viên xin chúc Thầy Lê Văn Bình, các thầy cô, bạn bè luôn dồi dào sức khỏe, hạnh phúc và gặt hái thật nhiều thành công trong cuộc sống

Sinh viên thực hiện Trần Trọng Hùng

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ SÀN 1

I.1 Chọn vật liệu và kích thước sơ bộ của các cấu kiện………… ……… …… 1

I.1.1 Chọn vật liệu cho công trình ……… ……… …… … 1

1.1.2 Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn tầng điển hình ……….…1

I.1.3 Xác định bề dày sàn ……….……….… … 2

I.1.4 Cấu tạo sàn……… ………3

I.1.4.1.Chọn sơ bộ kích thước dầm……… ……….… 3

I.1.4.2Vật liệu.……… ……….……… 3

I.1.4.3 Cấu tạo sàn……… ……….3

I.2 Xác định tải trọng……… ………4

I.2.1 Tĩnh tải……… ……….…….4

I.2.2 Hoạt tải……….……… ………5

I.3 Tính nội lực các ô bản……… ……… …… 7

I.3.1 Tính nội lực các ô loại bản kê bốn cạnh……… ….………… 7

I.3.2 Tính nội lực các ô bản dầm……… ……….10

I.4 Tính cốt thép ……… ……… ………… 11

I.5 Kiểm tra độ võng của ô sàn điển hình……….…………13

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CẦU THANG 15

II.1 Đặc trưng hình học của cầu thang 15

II.1.1 Vật liệu sử dụng……… ……… ………….15

II.1.2 Cấu tạo cầu thang 15

II.1.3 Xác định tải trọng……… ……….…17

II.2 Tính toán vế thang 1……… ………….… …….17

II.2.1 Tải trọng tác dụng lên phần bản nghiêng 1……….……… …17

II.2.2 Tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu tới……….…19

II.2.3 Tính nội lực vế thang……… 20

II.2.4: Tính cốt thép cho bản thang………21

II.3 Tính toán phần vế thang 2……… … 21

II.3.1 Tải trọng tác dụng lên phần bản nghiêng………21

II.3.2 Tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu tới……….…… 23

II.3.4: Tính cốt thép cho bản thang………25

II.4 Tính cho bản chiếu nghĩ……… … 25

II.4.1 Tải trọng tác dụng……… ….25

II.4.2 Tính cốt thép……….………….26

II.5 Tính toán dầm chiếu nghĩ 1……… 27

II.5.1 Tải trọng tác dụng và nội lực trong dầm……….27

II.5.2 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ………….……….28

II.5.3 Tính toán cốt đai……….………28

II.6.Tính toán dầm chiếu nghĩ 2……….………29

II.6.1.Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ……… … 29

II.6.2 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ……….……….29

II.6.3 Tính toán cốt đai cho dầm……… 29

CHƯƠNG III: TÍNH BỂ NƯỚC MÁI……… 30

III.1 Tính bản nắp bể nước………30

III.1.1 Tải trọng……….31

III.1.2 Sơ đồ tính và nội lực……… ……… …….33

III.1.3 Tính cốt thép……… …….34

III.2 Tính bản thành hồ……… 34

III.2.1 Sơ đồ tính……… …34

III.2.2 Tải trọng tác dụng lên thành bể……….………36

III.2.3 Nội lực trong bản thành……… … 36

III.2.4 Tính toán và bố trí cốt thép……….37

III.3 Tính bản đáy hồ nước ……… ……… … 37

III.3.1 Tải trọng……….….37

III.3.2 Sơ đồ tính……….……….…….37

III.3.3 Nội lực ……….……… ……….….…….38

III.3.4 Tính cốt thép ………39

III.3.5 Kiểm tra nứt ở bản đáy……….……….40

III.4 Tính hệ dầm đỡ hồ nước……… …….42

III.4.1 Sơ đồ bố trí hệ dầm đáy và tải trong tác dụng……… 42

III.4.2 Tính cốt thép cho dầm đáy 1……….43

III.4.2.1.Tính cốt dọc ….……… 43

III.4.2.2 Cốt đai……….44

III.4.3 Tính cốt thép cho dầm đáy 2……… 44

III.4.3.1 Tính cốt dọc ……….…….44

III.4.3.2 Cốt đai……….45

CHƯƠNG IV : TÍNH DẦM DỌC TRỤC C……….…………46

IV.1 Tải trọng tác dụng lên dầm……… 46

IV.1.1 Tĩnh tải……… 47

IV.1.2 Hoạt tải……… 47

IV.2 Các truờng hợp tải trọng……….… 48

IV.3 Tổ hợp nội lực……….…….48

IV.4 Tính cốt thép cho dầm……… 50

IV.4.1 Tính cốt dọc ……… 50

IV.4.2 Tính cốt đai………50

IV.5 Kiểm tra võng cho dầm điển hình……….… 51

IV.5.1 Tính f1……… ……… 52

IV.5.2 Tính f2 ……… 53

IV.5.3 Tính f3 ……….…… 54

CHƯƠNG V: THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4………56

V.1 Tính toán sơ bộ ……….…56

V.1.1 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột………56

V.1.2 Chọn sơ bộ tiết diện dầm……… ….58

V.2.Tải trọng tác dụng lên khung trục 4 ……….….58

V.2.1.Tải trọng phân bố do tĩnh tải ……….…58

V.2.2 Tải trọng phân bố do hoạt tải………59

V.2.3 Tải tập trung tại các nút ……… …….60

V.2.4.Tải trọng gió tác dụng lên khung……… …… 65

V.3.Tính nội lực……….…66

V.3.1 Các truờng hợp tải tác dụng vào khung trục 4……… …66

V.3.2 Các tổ hợp tải……….….66

V.3.3 Nội lực khung……….….77

V.4 Tính cốt thép cho dầm………78

V.4.1 Tính cốt thép dọc cho dầm……….…78

V.4.2 Tính cốt đai cho dầm……… ……81

V.4.3 Tính cốt treo……… … 82

V.5.Tính toán cốt thép cho cột……….… 82

V.5.1 Cơ sở lý thuyết để tính toán cột chịu nén lệch tâm………82

V.5.2.Tính toán cụ thể cho cột 1 ……….………….84

V.5.3 Tính cốt đai cho cột……….….86

CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ MÓNG CỌC……….87

VI.1: Địa chất công trình……… 87

VI.2 Thiết kế móng cọc ……… ……… …90

VI.2.1 Chọn vật liệu làm móng……….…….……… 90

VI.2.2 Xác định chiều sâu đặt đài cọc……… ……… 90

VI 2.3 Xác đinh sức chịu tải của cọc……….… ……91

VI.2.3.1.Theo vật liệu làm cọc……… 91

VI.2.3.2.Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền……… 91

VI.2.3.3 Theo chỉ tiêu cường độ của đất nền……… … 92

VI.2.4 Xác định số lượng cọc……… ….94

VI.2.5 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc……… ….94

VI.2.6 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài cọc……… …… 95

VI.2.7 Kiểm tra ổn định của móng khối quy ước dưới mũi cọc……… …95

VI.2.8.Tính lún nhóm cọc……….………….97

VI.2.9 Thiết kế đài cọc……….……….98

VI.3 Kiểm tra cẩu lắp và vận chuyển cọc ……….……… 99

CHƯƠNG VII : THIẾT KẾ MÓNG BĂNG……… 102

VII.1 Sơ đồ móng băng và số liệu tính toán……… …102

VII.2 Chọn vật liệu làm móng……… …….…103

VII.3 Chọn chiều sâu chôn móng……… ……….103

VII.4 Xác định sơ bộ kích thuớc móng (BxL) ……… ………103

VII.4.1 Xác định bề rộng móng B……….…….103

VII.4.2 Điều kiện ổn định của nền đất đáy móng……… ……….104

VII.4.3 Điều kiện cường độ………106

VII.4.4 Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng……….106

VII.5 Chọn sơ bộ kích thuớc tiết diện ngang……….…108

VII.5.1 Xác định tiết diện cột ……… ….108

VII.5.2 Xác định chiều cao móng……….….108

VII.5.3 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng……….109

VII.6 Tính toán cốt thép……… 110

VII.6.1 Xác định nội lực trong dầm móng ……….110

VII.6.2 Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng……….……113

VII.6.2.1 Tính cốt thép dọc ……… ….113

VII.6.2.2 Tính cốt thép ngang ………114

VII.6.2.3 Tính cốt đai……… 115

CHƯƠNG 1:

THIẾT KẾ SÀNI.1 Chọn vật liệu và kích thước sơ bộ của các cấu kiện

I.1.1 Chọn vật liệu cho công trình:

Theo Tiêu chuẩn xây dựng TCXD198-1997, mục “Những nguyên tắc lựa chọn vật liệu cho kết cấu nhà cao tầng”

Bê tông cho đài, giằng, cột, dầm, sàn và lõi cứng là bê tông thương phẩm

Bê tông cho cầu thang bộ và 1 số chi tiết có khối lượng nhỏ khác là bê tông trộn tại công trường Tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ 1 (Tiêu chuẩn XDVN 356 – 2005)

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 225 (MPa) = 225000 (KN/m2)

+ Cường độ chịu nén tính toán: Rsc = 235 (MPa) = 235000 (KN/m2)

+ Cường độ chịu kéo tính toán thép ngang : Rsw = 180000 (KN/m2)

+ Mô đum đàn hồi : Es = 210000 (Mpa)= 21x107(KN/m2)

+ Thép CII:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 280 (MPa) = 280000 (KN/m2)

+ Cườngđộ chịu nén tính toán: Rsc = 295 (MPa) =295000 (KN/m2)

+ Cường độ chịu kéo tính toán thép ngang: Rsw = 224 (MPa)=224000 (KN/m2)

 s= 1.05

+ Mô đum đàn hồi: Es= 210000=21.107 (KN/m2)

I.1.2 Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn tầng điển hình:

I.1.3 Xác định bề dày sàn (hs) :

Quan niệm tính toán của nhà cao tầng là xem sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng ngang,do đó bề dày của sàn phải đủ lớn để đảm các điều kiện sau:

Tải trọng ngang truyền vào vách cứng, lõi cứng thông qua sàn

không bị rung động , dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang (gió, bão, động đất ) ảnh hưởng đến công năng sử dụng

Trên sàn , hệ tường ngăn không có hệ dầm đỡ có thể được bố trí bất kỳ vị trí nào trên sàn

mà không làm tăng đáng kể độ võng của sàn

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức sau :

D – hệ số kinh nghiệm phụ thuộc hoạt tải sử dụng

ms = 30 35 – đối với bản loại dầm

ms = 40 45 - đối với bản kê bốn cạnh ;

l = Nhịp cạnh ngắn của ơ bản;

Đối với nhà dân dụng thì chiều dày tối thiểu của sàn là hmin = 60 mm

Chọn ơ sàn S1 (3500*4000) là ơ sàn cĩ cạnh ngắn lớn nhất làm ơ sàn điển hình để tính chiều dầy sàn

1

3500 (87.5 77.8)(40 45)

I.1.4 Cấu tạo sàn:

I.1.4.1.Chọn sơ bộ kích thước dầm :

- Việc chọn kích thước sơ bộ hệ dầm dựa vào kích thước nhịp của nhà

(Ln = 3000x4200), ta cĩ thể chọn theo cơng thức sau:

Gạch Ceramic Vữa lót Bản sàn btct Vữa trát Vữa tạo dốc

SÀN THƯỜNGSÀN BAN CÔNG WC

TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN CÁC LỚP CẤU TẠO SÀN

0.01 *18 = 0.18 0.02 * 18 = 0.36 0.08 * 25 = 2 0.01 * 18 = 0.18 0.5(KN/m2)

1.2 1.2 1.1 1.2 1.1

0.216 0.432 2.2 0.216 0.55

 Trọng lượng bản thân kết cấu sàn : gtt

18

0.01 *18 = 0.18 0.02 * 18 = 0.36 0.08 * 25 = 2 0.01 * 18 = 0.18 0.5

0.01*18=0.18

1.2 1.2 1.1 1.2 1.1 1.2

0.216 0.432 2.2 0.216 0.55 0.216

 Trọng lượng bản thân kết cấu sàn : gtt

+ : trọng lượng riêng của vật liệu sàn

 Tải phân bố do kết cấu bao che gây ra trên sàn :

Tải trọng của các vách tường được qui về tải phân bố đều theo diện tích ô sàn

Các vách ngăn là tường gạch ống dày 100 ; gtc

t = 180 (daN/m2)

Các vách ngăn là tường gạch ống dày 200 ; gtc

t = 330 (daN/m2)

Cụ thể đối với từng ô sàn ta sẽ tính như sau :

Tính tải tường đa số xây trên dầm chỉ có ô sàn là sàn S3 là có tường xây trên dầm sinh viên dẫn giải cách tính tải tường như sau :

Được xác định theo công thức:

Trong đó :

BT - bề rộng tường (m): 0.1 (m)

Ht - chiều cao tường (m): 2.92(m)

lt -chiều dài tường (m): 3.5(m)

γt -trọng lượng riêng của tường xây: 18(KN/m3)

I.2.2 Hoạt tải :

Do con người và vật dụng gây ra trong quá trình sử dụng công trình nên được xác định:

ptt = n ptc

n: hệ số vượt tải theo 2737-95

+ n = 1,3 với ptc < 2 KN/m2

+ n = 1,2 với ptc  2 KN/m2

Ptc: hoạt tải tiêu chuẩn

Dựa vào công năng của các ô sàn ; tra trong tiêu chuẩn 2737-1995 ta có Ptc ứng với các ô sàn, sau đó nhân thêm với hệ số giảm tải cho sàn

Hoạt tải tính toán tác dụng lên các ô của sàn điển hình Loại phòng

tc s

p

np

tt s

Các giá trị hoạt tải ở bảng trên sẽ được nhân với hệ số giảm tải khi diện tích sàn chịu tải A:

= 0.4 + 0.6

149

Bảng tính tổng tải tác dụng lên ô sàn

Ô sàn Chức năng Cạnh ngắn Cạnh dài Tỉ lệ Loại ô sàn S1 PN+PSH 3500 4000 1.1 2 PHƯƠNG S2 BẾP 3000 4000 1.3 2 PHƯƠNG S3 WC 3000 4000 1.3 2 PHƯƠNG S4 PN 3000 4200 1.4 2 PHƯƠNG S5 HÀNH LANG 1200 4000 3.3 1 PHƯƠNG S6 HÀNH LANG 1700 4000 2.4 1 PHƯƠNG S7 HÀNH LANG 2200 4200 1.9 2 PHƯƠNG S8 HÀNH LANG 1200 2200 1.8 2 PHƯƠNG S9 HÀNH LANG 1200 1300 1.1 2 PHƯƠNG S10 HÀNH LANG 1200 3500 2.9 1 PHƯƠNG S11 PN 1300 4200 3.2 1 PHƯƠNG S12 HÀNH LANG 1200 4200 3.5 1 PHƯƠNG S13 HÀNH LANG 1200 2200 1.8 2 PHƯƠNG

Công năng ô Tĩnh tải Hoạt tải Tổng

I.3.1 Tính nội lực các ô loại bản kê bốn cạnh :

Các bản làm việc theo 2 phương (L2 2

L1 ) ; liên kết ngàm 4 cạnh và tải phân bố đều

Các ô bản số: 1;2;3;4;7;8;9;13

+ Tính cốt thép ở nhịp:

Các công thức tính toán : = 2

0

bhR

R

bhR

MII

MII

MI MI

 Tính toán tương tự cho các ô còn lại ta được bảng tính như sau:

BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC SÀN LÀM VIỆC 2 PHUƠNG

KẾT QUẢ TÍNH MÔMENT CÁC Ô BẢN KÊ

Ô Kích thước Hệ số tra bảng Mômen (KN.m/m) Sàn l2 (m) l1 (m) m91 m92 k91 k92 M1 M2 MI MII S1 4.00 3.50 0.0199 0.0152 0.0459 0.0354 1.64 1.26 3.8 2.92 S2 4.00 3.00 0.0209 0.0118 0.0474 0.0270 1.50 0.85 3.41 1.94 S3 4.00 3.00 0.0209 0.0118 0.0474 0.0270 1.98 1.12 4.49 2.56 S4 4.20 3.00 0.0210 0.0107 0.0473 0.0240 1.58 0.80 3.56 1.81 S7 4.20 2.20 0.0190 0.0052 0.0408 0.0113 1.26 0.34 2.71 0.75 S8 2.20 1.20 0.0193 0.0058 0.0418 0.0126 0.37 0.11 0.80 0.24 S9 1.30 1.20 0.0191 0.0165 0.0445 0.0381 0.21 0.19 0.50 0.43 S13 2.20 1.20 0.0193 0.0058 0.0418 0.0216 0.37 0.11 0.80 0.41

I.3.2 Tính nội lực các ô bản dầm :

- Khi L2 2

L1 thì bản được xem là bản dầm, lúc này bản làm việc theo 1 phương (phương cạnh ngắn) Đối với các ô bản 5;6;10;11;12 được tính như bản đơn ngàm 4 cạnh:

cạnh dài (m) tỉ lệ loại ô sàn

tổng tải KN/m2 S5 HÀNH LANG 1.2 4 3.33 1 PHƯƠNG 7.21 S6 HÀNH LANG 1.7 4 2.35 1 PHƯƠNG 7.21 S10 HÀNH LANG 1.2 3.5 2.92 1 PHƯƠNG 7.21 S11 PN 1.3 4.2 3.23 1 PHƯƠNG 6.26 S12 HÀNH LANG 1.2 4.2 3.5 1 PHƯƠNG 7.21

M1 0.433

MI 0.865 S11 4.2 1.3 3.23 3.61 2.6

R

bhR

A  0 ;  % =

0

bh

AsKiểm tra hàm lượng cốt thép :

+ Momen âm ở gối:

MI 3.82 0.06 0.0728 0.0757 292.55 8 150 335 0.42 MII 2.95 0.06 0.0565 0.0582 225.07 8 200 252 0.32 S2 M1 1.50 0.06 0.0287 0.0292 112.76 6 150 189 0.24 M2 0.86 0.06 0.0164 0.0165 63.97 6 150 189 0.24

MI 3.44 0.06 0.0659 0.0682 263.82 8 200 252 0.32 MII 1.96 0.06 0.0375 0.0383 147.98 8 200 252 0.32 S3 M1 1.98 0.06 0.0379 0.0387 149.56 6 150 189 0.24 M2 1.12 0.06 0.0215 0.0217 83.87 6 150 189 0.24

MI 4.49 0.06 0.0860 0.0901 338.28 8 150 335 0.42 MII 2.56 0.06 0.0490 0.0503 194.52 8 200 252 0.32 S4 M1 1.59 0.06 0.0303 0.0307 118.86 6 200 142 0.18 M2 0.81 0.06 0.0153 0.0154 59.72 6 200 142 0.18

MI 3.56 0.06 0.0682 0.0707 273.37 8 200 252 0.32 MII 1.82 0.06 0.0347 0.0353 136.48 8 200 252 0.32 S5 M1 0.44 0.06 0.0083 0.0084 32.36 6 200 142 0.18

MI 0.87 0.06 0.0167 0.0168 65.07 8 200 252 0.32 S6 M1 0.87 0.06 0.0167 0.0169 65.29 6 200 142 0.18

MI 1.75 0.06 0.0335 0.0341 131.73 8 200 252 0.32 S7 M1 1.27 0.06 0.0243 0.0246 95.25 6 200 142 0.18 M2 0.35 0.06 0.0067 0.0067 26.01 6 200 142 0.18

MI 2.72 0.06 0.0521 0.0535 207.02 8 150 335 0.42

MII 0.75 0.06 0.0144 0.0145 55.96 8 200 252 0.32 S8 M1 0.37 0.06 0.0071 0.0071 27.51 6 200 142 0.18 M2 0.11 0.06 0.0021 0.0021 8.16 6 200 142 0.18

MI 0.80 0.06 0.0153 0.0154 59.72 8 200 252 0.32 MII 0.24 0.06 0.0046 0.0046 17.82 8 200 252 0.32 S9 M1 0.22 0.06 0.0042 0.0042 16.33 6 200 142 0.18 M2 0.19 0.06 0.0036 0.0036 14.10 6 200 142 0.18

MI 0.50 0.06 0.0096 0.0096 37.22 8 200 252 0.32 MII 0.43 0.06 0.0082 0.0083 31.98 8 200 252 0.32 S10 M1 0.44 0.06 0.0083 0.0084 32.36 6 200 142 0.18

MI 0.87 0.06 0.0167 0.0168 65.07 8 200 252 0.32 S11 M1 0.41 0.06 0.0079 0.0079 30.49 6 200 142 0.18

MI 0.88 0.06 0.0169 0.0170 65.89 8 200 252 0.32 S12 M1 0.44 0.06 0.0083 0.0084 32.39 6 200 142 0.18

MI 0.87 0.06 0.0167 0.0168 65.06 8 200 252 0.32 S13 M1 0.37 0.06 0.0071 0.0071 27.51 6 200 142 0.18 M2 0.11 0.06 0.0021 0.0021 8.16 6 200 142 0.18

MI 0.8 0.06 0.0153 0.0154 59.72 8 200 252 0.32 MII 0.41 0.06 0.0079 0.0079 30.49 8 200 252 0.32 I.5 Kiểm tra độ võng của ô sàn điển hình:

-Kiểm tra độ võng ô bản số S1 làm điển hình vì ô này có nhịp tính toán và tải trọng truyền xuống lớn Ta xem ô bản ngàm lên dầm cho phù hợp với sơ đồ tính toán khi thiết kế thép cho sàn Ô

I = * 3

12

b h = 1*0.083

12 = 4.27 * 10-5 (m4) Suy ra :

CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ CẦU THANG Cầu thang là phuơng tiện chính của giao thông đứng trong công trình, đuợc hình thành từ các bậc liên tiếp tạo thành thân ( vế ) thang Các vế thang nối với nhau bằng chiếu nghỉ, chiếu tới để tạo thành cầu thang Cầu thang là một yếu tố quan trọng về nghệ thuật kiến trúc, nâng cao tính thẩm

mỹ của công trình Ngoài cầu thang máy thì cầu thang bộ rất cần thiết trong sinh hoạt Khi có sự

cố về hỏa hoạn, thang máy hư thì thang bộ đóng vai trò chủ yếu trong việc lưu thông thoát

hiểm… Vì vậy cầu thang bộ phải đuợc bố trí ở vị trí thích hợp và có khả năng chịu lực cao để khi

có tai nạn xảy ra cầu thang vẫn đảm bảo an tòan Do đó việc thiết kế là rất quan trọng

II.1 Đặc trưng hình học của cầu thang:

Cầu thang là loại cầu thang 2 vế dạng bản;chiều cao tầng điển hình là 3 m; Sử dụng kết cấu dạng bản chịu lực (không có limon)

- Chiều dài tính toán của bản thang: L0 = 3500 mm

- Cấu tạo một bậc thang : a1 = 1800 mm ;chọn a2 = 800mm ; d = 400mm ; lb = 300 mm ; hb =

MẶT BẰNG & MẶT CẮT CỦA THANG TẦNG 1-5

II.1.3 Xác định tải trọng :

Lập bảng tính:

Tải trọng tác dụng lên cầu thang gồm có:

Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):

1 Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản thang

2 Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ

Tải trọng tạm thời (Hoạt tải) :

Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghỉ (chiếu tới) lấy theo TCVN 2737-1995 :

ptt = ptcnp

trong đó:

ptc = 300 daN/m2 - tải trọng tiêu chuẩn lấy theo Bảng 3/ TCVN 2737-1995;

np - hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3/ TCVN 2737-1995;

n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2

n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2

Vậy: ptt = 300*1.2 = 360 daN/m2= 3.6 KN/m2

II.2 Tính toán phần vế thang 1

II.2.1 Tải trọng tác dụng lên phần bản nghiêng :

SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

Các lớp cấu tạo 

(KN/m3) 

(m) n

Đá Granit 20 0.01 1.2 Vữa lót 18 0.03 1.2 Bậc thang 18 1.2 Bản BTCT 25 0.12 1.1 Vữa trát 18 0.015 1.2

a1(m) a2(m) d(m) lb(m) hb(m) n (bậc) 1.8 0.8 0.4 0.3 0.167 9 CĐ1(m) CĐ2(m) CĐ3(m) l(m) L(m) Ptt (KN/m2) 3.3 4.8 6.3 2.7 3.18 3.6

Sơ đồ tính:

Chọn sơ đồ tính là sơ đồ đơn giản gồm 1 đầu khớp và 1 đầu gối cố định :

Sơ đồ tính của vế thang thứ 2 như hình vẽ :

3.18 = 5.5 (KN/m)

Tổng tải q2: q2= g2 + p2 = 9.26 + 5.5 = 14.76 (KN/m)

2.2.2 Tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu tới :

gđá mài1= ndamai * đamai * đamai * a1 = 1.2 * 20 * 0.01 * 1.8 = 0.43 (KN/m)

g1’ = gban + gvua + gđá mài = 5.94+1.75+0.43 = 8.12 (KN/m)

 Biểu đồ lực cắt :

2.2.4 Tính cốt thép cho bản thang :

Bề rộng bản: b = a1 = 1.8 m

Chiều dày lớp bêtông bảo vệ: a = 2cm =0.02m

Chiều cao làm việc của bản: h0 = hs– a =0.12 – 0.02 =0.1m

 Bô trí cốt thép cho đoạn chọn d10s110 ở nhịp và bố trí theo cấu tạo d8s200 ở gối

II.3 Tính toán vế thang 2:

II.3.1 Tải trọng tác dụng lên phần bản nghiêng :

SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

Các lớp cấu tạo 

(KN/m3) 

(m) n

Đá Granit 20 0.01 1.2 Vữa lót 18 0.03 1.2 Bậc thang 18 1.2 Bản BTCT 25 0.12 1.1 Vữa trát 18 0.015 1.2

a1(m) a2(m) d(m) lb(m) hb(m) n (bậc) 1.8 0.8 0.4 0.3 0.167 9 CĐ1(m) CĐ2(m) CĐ3(m) l(m) L(m) Ptt (KN/m2) 3.3 4.8 6.3 2.7 3.18 3.6

Sơ đồ tính:

Chọn sơ đồ tính là sơ đồ đơn giản gồm 1 đầu khớp và 1 đầu gối cố định :

Sơ đồ tính của vế thang thứ 1 như hình vẽ :

3.18 = 5.5 (KN/m)

Tổng tải q2: q2= g2 + p2 = 9.26 + 5.5 = 14.76 (KN/m)

II.3.2 Tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu tới :

gđá mài1= n2 * đamai * đamai * a1 = 1.2 * 20 * 0.01 * 1.8 = 0.43 (KN/m)

g1’ = gban + gvua + gđá mài = 5.94+1.75+0.43 = 8.12 (KN/m)

1.8= 6.49 (KN/m)

 Biểu đồ lực cắt :

II.3.4: Tính cốt thép cho bản thang :

Bề rộng bản: b = a1 = 1.8 m

Chiều dày lớp bêtông bảo vệ: a = 2cm =0.02m

Chiều cao làm việc của bản: h0 = hs– a =0.12 – 0.02 =0.1m

 Bô trí cốt thép cho đoạn chọn d10s110 ở nhịp và bố trí theo cấu tạo d8s200 ở gối

II.4 Tính cho bản chiếu nghĩ :

Tổng tải tác dụng lên bản chiếu nghĩ pcn = gcn + ptt = 4.512 + 4.8 = 9.312 KN

Ta xem bản chiếu nghĩ là một bản sàn làm việc 1 phương có 2 cạnh ngàm theo

bhR



=14.5

280* 0.632 = 3.27 % + Momen dương giữa bản:

+ Momen âm ở gối:

II.5 Tính toán dầm chiếu nghĩ 1 :

(chọn kích thước 200 x 400 mm)

II.5.1 Tải trọng tác dụng và nội lực trong dầm :

Tải trọng do bản thang truyền vào chính là phản lực gối tựa của vế 1:

II.5.2 Tính toán cốt thép cho dầm chiếu nghỉ:

RR

 Thép gối ta bố trí theo cấu tạo 2d16 (As = 402 mm2 )

II.5.3 Tính toán cốt đai:

- Chọn cốt đai d6, 2 nhánh (asw = 28(mm2))

- Xác định bước cốt đai như sau:

2

2 max

tt

0.69 m

2 4

ax

ax

b n b bt o m

m

R bh s

Kết luận : Vậy dầm chiếu nghĩ không bị phá hoại do lực cắt

II.6.Tính toán dầm chiếu nghĩ 2 :

Chọn dầm chiếu nghỉ có kích thước 200x300 mm

II.6.1.Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ:

Tải trọng do tường xây trên dầm

Hoạt tải từ sàn truyền vào dầm :

Vậy tổng tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghĩ 2 là :

 

*10280000

RR

- Không cho hình thành và mở rộng vết nứt quá mức cho phép

Trạng thái giới hạn là trạng thái mà khi vượt quá thì kết cấu không còn thỏa mãn các yêu cầu sử dụng đề ra với nó khi thiết kế

Điều kiện sử dụng bình thường là điều kiện sử dụng tuân theo các yêu cầu tính đến trước theo tiêu chuẩn hoặc trong thiết kế, thỏa mãn các yêu cầu về công nghệ cũng như sử dụng

 Tính toán và kiểm tra cốt thép theo trạng thái giới hạn thứ nhất (tính theo độ bền):

4.21.4 33

III.1.1 Tải trọng :

 Tĩnh tải, là trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản nắp:

g = δ * γ * n Lớp vữa chống thấm và tạo dốc có chiề dày trung bình 2 cm Lớp vữa trát dày 2cm :

= > Trọng lượng bản thân nắp :

Các lớp cấu tạo 

(KN/m3) 

(m) n Vữa lót 18 0.02 1.2 Bản BTCT 25 0.1 1.1 Vữa trát 18 0.02 1.2

gtt =( nbt * δbt * γbt ) + (nvua*δ(vuatrat+vualot)*γvua )

=> gtt =( 1.1 * 0.1 * 25 )+( 1.2*0.04*18 )= 3.614 (KN/m2)

 Hoạt tải sửa chữa : ptt = 1.3 * 0.75 = 0.975 (KN /m2)  Tải trọng tổng cộng tác dụng lên nắp : qtt = 3.614+0.975 = 4.589 (KN/m2)

 P = 4.589 * 4.2 * 3 = 57.82 KN

III.1.2 Sơ đồ tính và nội lực :

Bản làm việc theo 2 phương :

2 1

4.21.43

Bản thành được xem như ô bản với cạnh dài a = 4.2m và cạnh ngắn b = 3m

Do a = 4.2m < 3b = 3*3 = 9m nên bản thành này được xem là loại bản thành của bể thấp

- Xét tỷ số 200 2.5 3

80

DN bt

b

h    nên cạnh trên được xem là liên kết tựa đơn Sơ đồ như hình vẽ

Xét tỷ số:

2.14 21.4

L

H   

3 21.4

L

Nên bản làm việc theo phương cạnh ngắn

Cắt 1 dãy bản rộng 1m và tính như dầm chịu uốn 1 đầu ngàm, 1 tựa đơn

- Bỏ qua trọng lượng bản thân vì chỉ gây ra lực nén cho bản thân thành, không tham gia gây uốn cho cấu kiện Xem bản thành làm việc như cấu kiện chịu uốn chịu tác động của áp lực nước và gió hút

- Khi đó sơ đồ tính của thành bể như sau:

hình 4.13