TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ
4.4. CẤU TẠO CẦU THANG (LẦU 1 ĐẾN LẦU 8)
Hình 4.6: Mặt bằng và mặt cắt cầu thang bộ từ lầu 1 đến lầu 8 4.4.1. Lựa chọn sơ bộ các kích thước cầu thang
HUTECH
- Chiều dày hb của bản thang và bản chiếu nghỉ chọn trong khoảng:
25 30
o b
h L
=157130mm (4.23)
- Chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ: hbt = 13cm;
- Kích thước bậc thang chọn theo điều kiện sau:
2hb + lb = (60 62) cm; (4.24) từ đó ta chọn: hb = 165 cm suy ra lb = 280 cm.
4.4.2. Xác định tải trọng
Tải trọng bao gồm tĩnh tải và hoạt tải.
a. Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) - Các lớp vật liệu cấu tạo bản thang:
-Đá Granit, 1=20, 1=2000daN/m3, n1=1.1 -Lớp vữa lát
2=20, 2=1800daN/m3, n2=1.3
-BảnBTCT,4=130,4=2500daN/m3, n4=1.1 -Vữa trát, 5=15, 5=1800daN/m3, n5=1.3 -Đá Granit, 1=20, 1=2000daN/m3, n1=1.1
-Lớp vữa trát mặt,
2=20, 2=1800daN/m3, n2=1.3
-Gạch xây, 3, 3=1800daN/m3, n3=1.2 -Bản BTCT,4=130,4=2500daN/m3, n4=1.1 -Vữa trát, 5=15, 5=1800daN/m3, n5=1.3
Hình 4.7: Các lớp cấu tạo bản thang +Bản thang (phần bản nghiêng)
-Gọi G là trọng lượng của 1 bậc thang ta có:
G = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 (4.25) Gb = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 = 19.58 + 20.83 + 49.9 + 116.8 + 11.47 = 218.58 (daN/m) Từ tĩnh tải của 1 bậc ta chuyển sang tải phân bố đều trên mặt bậc là:
218.58
780.64 0.28
bn b
b
g G
l (daN/m2)
- Ngoài ra còn có tải trọng do lan can sắt tay vịn gỗ tác dụng lên bản thang. Trọng lượng của lan can: glctc = 30 daN/m, quy tải lan can trên đơn vị m2 bản thang:
b
b
Chieỏu nghổ
Bản thang
31o l = 280
h =165
HUTECH
30 25 1.2
tc
glc (daN/m2) glctt = glctc.n = 25x1.3 = 32.5 (daN/m2).
+Bản chiếu nghỉ
- Cấu tạo bản chiếu nghỉ tương tự như bản thang nhưng bản chiếu nghỉ không có bậc xây gạch. Tổng trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ được tính toán theo công thức.
tt
gbcn = γi.i.ni.1m (daN/m) (4.26) trong đó:
γi - trọng lượng bản thân lớp cấu tạo thư i (daN/m3);
δi - chiều dày lớp cấu tạo thứ i;
ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i.
- Kết quả được trình bày trong bảng 4.1
Bảng 4.7. Tĩnh tải các lớp cấu tạo bản thang chiếu nghỉ STT Các lớp cấu tạo
bản chiếu nghỉ
i
(m)
i
(daN/m3)
tc
gbcn
(daN/m) ni
tt
gbcn
(daN/m)
1 Lớp đá granit 0.02 2000 40 1.1 44
2 Lớp vữa trát mặt 0.02 1800 36 1.3 46.8
3 Bản BTCT 0.13 2500 325 1.1 357.5
4 Lớp vữa trát dưới 0.015 1800 27 1.3 35.1
Tổng trọng lượng các lớp cấu tạo gbcntt (daN/m) 483.4
b. Tải trọng tạm thời (hoạt tải)
- Hoạt tải tính toán phân bố đều trên bản thang và bản chiếu nghỉ lấy theo bảng 3 TCVN 2737 – 1995:
ptt = ptc.np (daN/m2) (4.27)
trong đó:
ptc -tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737-1995, đối với cầu thang văn phòng ptc = 400 daN/m2;
np -hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3 TCVN 2737-1995:
np = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2; np = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2.
- Do đó hoạt tải tác dụng lên bản thang và chiếu nghỉ là:
. 400 1.2 480
tt tt tc
bcn bn p
p p p n (daN/m2)
c. Tổng tải trọng tác dụng
- Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang (phần bản nghiêng):
780.64 32.5 480 1293.1
tt tt tt tt
bn bn lc bn
q g g p (daN/m2)
- Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:
HUTECH
483.4 480 963.4
tt tt tt
bcn bcn bcn
q g p (daN/m2)
4.4.3 Tính toán bản thang a. Sơ đồ tính
- Cắt một dải bản có bề rộng là b = 1m theo phương liên kết để tính. Do 30 2.3 3
13
d b
h
h nên quan niệm liên kết giữa bản sàn và dầm là liên kết khớp.
- Có thể qui đổi và sắp xếp tải trọng lên sơ đồ tính như sau:
2 bntt 1293.1 0.857 1108.2
q q Cos (daN/m2)
- Qui về tải phân bố đều trên 1m:
1 bcntt 1 963.4 1 963.4
q q m m (daN/m)
2 bntt 1 1293.1 0.857 1 1108.2
q q Cos m m (daN/m)
- Sơ đồ tính 2 vế thang như sau:
Hình 4.8: Sơ đồ tính 2 vế của bản thang b.Xác định nội lực và phản lực gối tựa tại bản thang
Nội lực của bản được xác định bằng phương pháp cơ học kết cấu.Công thức tương tự mục 4.3.1.b
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 4.3 và hình dưới.
Bảng 4.8: Nội lực bản thang 2 vế
l + l =2900 l -l =1020
1650
VEÁ 1 VEÁ 2
1650
A
B
C D
RA RC
RB RD
q =1108.2(daN/m)
2
q =963.4(daN/m)1
l =3920
l =1300 l =2620
l =3920
2 1
o
1 2
o
q =1108.2 (daN/m
)
2
q =963.4(daN/m)1
b b
HUTECH
Bản thang
l1
(m) l2
(m)
q1
(daN/m) q2
(daN/m) Cos RA(RD) (daN)
RB(RC) (daN)
x (m)
Q (daN)
M (daN.m)
Veá 1 1.02 2.9 963.4 1108.2 0.857 2490.8 2241.9 1.92 0 2398.9
1.02 2.9 963.4 1108.2 0.857 2490.8 2241.9 2.9 -1259.2 1785.8
Veá 2 1.3 2.62 963.4 1108.2 0.857 2463.4 2177 1.9 0 2346.4
1.3 2.62 963.4 1108.2 0.857 2463.4 2177 2.62 -924.6 2015.9
Hình 4.9: Biểu đồ mômen của bản thang c. Tính toán cốt thép
- Công thức tính toán cốt thép các thông số tính toán và kiểm tra hàm lượng cốt thép tương tự như mục 4.3.1.c. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 4.4.
max
. 1 11.5
100% 0.645 100% 2.65%
280
b b
R s
R R
m
Bảng 4.9: Tính toán cốt thép cho bản thang
- Từ sơ đồ tính ở hình 4.3, tại gối B và C ta quan niệm là khớp di động, thực tế điều kiện làm việc này chưa thể hiện điều kiện làm việc thực tế của dầm chiếu nghỉ (dầm chiếu nghỉ không thể hoàn toàn di chuyển tự do theo phương ngang, nếu có thì
f (m
s (mm)
V1 Mnh2398.9 100 2.0 11 0.137 0.148 8.41 12 130 0.791 THỎA m
(%) mmin≤m≤mmax Asch (cm2)
8.700 h0
(cm )
αm ζ Astt (cm2)
Thép chọn Veá
thang
Moâmen (daN.m)
b (cm)
a (cm)
HUTECH
dịch chuyển này rất bé có thể bỏ qua).Từ đó ta có thể chọn liên kết tại gối B, C bằng khớp cố định hay ngàm.Trường hợp này ta chọn sơ đồ tính tại gối B và C là liên kết di động để tính toán an toàn cho kết cấu.Vì đây là sơ đồ tĩnh định, là sơ đồ cuối cùng trước khi kết cấu bị phá hủy.Mà tại gối B, C và vị trí gãy khúc của bản thang dễ xuất hiện Momen õm (M-) do đú ta phải bố trớ thộp cấu tạo ở thớ trờn (chọn ị10s100) tại gối và tại vị trí giữa bản thang và bản chiếu nghỉ.
- Cốt thộp phõn bố được đặt vuụng gúc cốt thộp chịu lực, Chọn ị8s250.