Thiết kế xây dựng cầu thang bộ

CHÖÔNG III: THIEÁT KEÁ CAÀU THANG BOÄ I.CAÙC KÍCH THÖÔÙC HÌNH HOÏC CUÛA CAÀU THANG: ( caàu thang daïng baûn ) Caàu thang töø taàng 2 ñeán taàng 9 Chieàu cao moãi taàng: Htaàng = 3.0 m Beà roäng baûn: l = 1.3 m Choïn baûn chieáu nghæ daøy 12 cm Toång soá baäc : 20 Vôùi: h = 150 mm b = 300 mm Goùc nghieâng : a = arctg( 160/300 ) = 28.07o sina = 0.471 ; cosa = 0.882 II. TÍNH TOAÙN CAÀU THANG: (Daïng baûn khoâng Limon) 1.Taûi troïng taùc duïng leân baûn thang: ( caét 1 m chieàu roäng baûn ñeå tính ) a. Tónh taûi: Choïn sô boä chieàu daøy baûn thang : hb =D*L/m=(1.4/30¸1.4/35)300=(12¸14) cm Choïn : hb=12 cm Sô ñoà tính caàu thang: * Baûn ngang: - Ñaù hoa cöông :d=2 cm, n=1.2, g=2000 kg/m3 - Lôùp vöõa ximaêng traùt M100 :d=3 cm, n=1.2, g=1800 kg/m3 - Baûn thang beâtoâng coát theùp M250 :d=12 cm, n=1.1, g=2500 kg/m3 - Lôùp vöõa ximaêng traùt M100 :d=1.5 cm, n=1.2, g=1800 kg/m3 Troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn: g1=dng=0.02*1.2*2000=48 kg/m2. g2=dng=0.03*1.2*1800=64.8 kg/m2. g3=dng=0.12*1.1*2500=330 kg/m2. g4=dng=0.015*1.2*1800=32.4 kg/m2. Vaäy ta ñöôïc: gsn=g1+g2+g3+g4=48+64.8+330+32.4=475 kg/m2. * Baûn nghieâng: - Ñaù hoa cöông :d=2 cm, n=1.2, g=2000 kg/m3 - Lôùp vöõa ximaêng traùt M100 :d=3 cm, n=1.2, g=1800 kg/m3 - Lôùp gaïch theû :d=20 cm, n=1.2, g=1800 kg/m3 - Baûn thang beâtoâng coát theùp M250 :d=12 cm, n=1.1, g=2500 kg/m3 - Lôùp vöõa ximaêng traùt M100 :d=1.5 cm, n=1.2, g=1800 kg/m3 Troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn: gsb=åhtñinigi/cosa - Lôùp baäc thang : htñ=hbLb/2L3=0.15*0.3/2*0.33541=0.06708 (VôùiL3=ÖL2b+h2b=Ö302+152=33.54 cm) - Lôùp vöõa :htñv=(hv +Lv)dv/L3=(0.15+0.3)*0.045/0.33541=0.06037 - Lôùp gaïch :htñg=(hg +Lg)dg/L3=(0.15+0.3)*0.02/0.33541=0.02683 Ta ñöôïc: gbt=htñng=0.06708*1.2*1800=145 kg/m2. gv=htñvng=0.06037*1.2*1800=134 kg/m2. gtñg=htñgng=0.02683*1.2*2000=65 kg/m2. gbtct=dng=0.12*1.1*2500=330 kg/m2. Vaäy ta ñöôïc: gsb=(gbt+gv+gtñg+gbtct)/cosa=674/0.89446=754 kg/m2. b. Hoaït taûi: PS=pstc*n=300*1.2=360 kg/m2. c. Taûi troïng taùc duïng leân baûn: Caét moät daûi baûn coù beà roäng b=1m ta ñöôïc: - Baûn ngang: q2=(gsn+ps)*1=457+360=835 kg/m - Baûn nghieâng: q1=(gsb+ps)*1=754+360=1114 kg/m * Veá 1: 2. Xaùc ñònh noäi löïc: - åMA=0, Ta ñöôïc: RB=[q1L21+q2L2(2L1+L2)]/2(L1+L2)=2122 kg - åŸ=0. Ta ñöôïc: RA=q1L1+q2L2-RB=2389 kg - Moâment lôùn nhaát : Mmax=R2A/2q1=2562 kgm/m Taïi vò trí x=RA/q1=2.144m 3. Tính coát theùp: - Moâment ôû nhòp laáy : Mn=0.7Mmax=1793 kgm/m - Moâment ôû goái laáy : Mg=0.4Mmax=1025 kgm/m Töø M ta giaû thieát a=2 cm , h0=h-a=12-2=10 cm Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ö1-2A , Fa=aRnbh0/Ra , Haøm löông coát theùp m=Fa/bh0(%) + Vôùi moâment ôû nhòp ta ñöôïc : A=M/Rnbh02 =0.1630 , a=1-Ö1-2A =0.179 , Fa=aRnbh0/Ra=9.378 cm2 . Choïn f12a110 , Fa choïn=10.28 cm2, m=1.028 (%) + Vôùi moâment ôû goái ta ñöôïc : A=M/Rnbh02 =0.09316 , a=1-Ö1-2A =0.0979 , Fa=aRnbh0/Ra=5.131 cm2 . Choïn f10a140 ,Fa choïn=5.607 cm2, m=0.5607 (%) * Veá 2: 2. Xaùc ñònh noäi löïc: - åMB=0, Ta ñöôïc: RC=[q2L22+q1L1(2L2+L1)]/2(L1+L2)=3056 kg - åŸ=0. Ta ñöôïc: RB=q2L2+q1L1-RC=1645 kg - Moâment lôùn nhaát : Mmax=R2C/2q1=4192 kgm/m Taïi vò trí x=RA/q1=2.144m 3. Tính coát theùp: - Moâment ôû nhòp laáy : Mn=0.7Mmax=2139 kgm/m - Moâment ôû goái laáy : Mg=0.4Mmax=1222 kgm/m Töø M ta giaû thieát a=2 cm , h0=h-a=12-2=10 cm Ta tính A=M/Rnbh02 , a=1-Ö1-2A , Fa=aRnbh0/Ra , Haøm löông coát theùp m=Fa/bh0(%) + Vôùi moâment ôû nhòp ta ñöôïc : A=M/Rnbh02 =0.2667 , a=1-Ö1-2A =0.3169 , Fa=aRnbh0/Ra=15.1 cm2 . Choïn f12a70 , Fa choïn=16.15 cm2, m=1.615 (%) + Vôùi moâment ôû goái ta ñöôïc : A=M/Rnbh02 =0.1524 , a=1-Ö1-2A =0.166257 , Fa=aRnbh0/Ra=8.208 cm2 . Choïn f10a90 , Fa choïn=8.722 cm2, m=0.8722 (%) Coát theùp phaân boá choïn f8a200. Boá trí coát theùp xem baûn veõ caàu thang. III. Tính daàm chieáu nghæ ,daàm chieáu tôùi: 1. Daàm chieáu nghæ: Choïn tieát dieän daàm: 20*40 cm a. Taûi troïng taùc duïng vaøo daàm: - Troïng löôïng baûn thaân daàm: gd=bdhdng=0.2*(0.4-0.12)*1.1*2500=154 kg/m - Troïng löôïng töôøng xaây treân daàm: gt=bthtng=0.2*1*1.1*1800=396 kg/m - Do troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn ngang veá 1 : RB1=2122 kg/m - Do troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn ngang veá 2 : RB2=1645 kg/m Vaäy toång taûi taùc duïng leân daàm : G=gd+gt+RB1+ RB2=4317 kg/m Moâment lôùn nhaát taïi giöõa nhòp M=qL2/8=11418 kgm b. Tính coát theùp: - Töø M ta giaû thieát a=2.5 cm , h0=h-a=40-2.5=37.5 cm Ta tính A=M/Rnbh02=0.369 , a=1-Ö1-2A=0.488 , Fa=aRnbh0/Ra=14.9 cm2. Choïn 3f22+2f20. Fa choïn=17.687 cm2 . Haøm löông coát theùp m=Fa/bh0(%)=2.13%. - Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa daàm: Löïc caét lôùn nhaát taïi goái daàm: Qmax=qL/2=4317*4.6/2=9929 kg Vôùi ñieàu kieän : 0.65Rkbh0£Qmax£0.35Rnbh0 0.35Rnbh0=0.35*110*20*37.5=28875 kg 0.65Rkbh0=0.65*8.8*20*37.5=4290 kg Ta thaáy ñieàu kieän treân ñöôïc ñaûm baûo, neân ta khoâng caàn ñi tính coát ñai maø chæ boá trí Theo caáu taïo : ¼ nhòp saùt goái choïn f6a100. ½ nhòp coøn laïi choïn f6a200. 2. Daàm chieáu tôùi: a. Taûi troïng taùc duïng vaøo daàm: - Troïng löôïng baûn thaân daàm: gd=bdhdng=0.2*(0.4-0.12)*1.1*2500=154 kg/m - Do troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn nghieâng veá 2 : RC=3056 kg/m - Do troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn saøn truyeàn vaøo coù daïng hình thang , trò soá lôùn nhaát: 1.3gs chuyeån sang taûi phaân boá ñeàu töông ñöông : gs=1.3*(384+360)*0.8628=835 kg/m (vôùi 1-2b2+b3=0.8628) Vaäy toång taûi taùc duïng leân daàm : G=gd+gt+gs+RC =4045 kg/m Moâment lôùn nhaát taïi giöõa nhòp M=qL2/8=10699 kgm b. Tính coát theùp: - Töø M ta giaû thieát a=2.5 cm , h0=h-a=40-2.5=37.5 cm Ta tính A=M/Rnbh02=0.345 , a=1-Ö1-2A=0.4447 , Fa=aRnbh0/Ra=13.58 cm2. Choïn 5f20. Fa choïn=15.71 cm2 . Haøm löông coát theùp m=Fa/bh0(%)=2.09%. - Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa daàm: Löïc caét lôùn nhaát taïi goái daàm: Qmax=qL/2=4045*4.6/2=9304 kg Vôùi ñieàu kieän : 0.65Rkbh0£Qmax£0.35Rnbh0 0.35Rnbh0=0.35*110*20*37.5=28875 kg 0.65Rkbh0=0.65*8.8*20*37.5=4290 kg Ta thaáy ñieàu kieän treân ñöôïc ñaûm baûo, neân ta khoâng caàn ñi tính coát ñai maø chæ boá trí Theo caáu taïo : ¼ nhòp saùt goái choïn f6a100. ½ nhòp coøn laïi choïn f6a200. Boá trí coát theùp : xem baûn veõ caàu thang.