Tính toán cầu thang bộ cầu thang limon

CHÖÔNG10 TÍNH TOAÙN CAÀU THANG BOÄ CAÀU THANG LIMON 10.1CAÁUTAÏOCAÀUTHANG Hình10.1. Kieán truùc caàu thang daïng limon Trình töï tính toaùn baûn saøn caàu thang: Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng thaúng ñöùng leân baûn thang; Xaùc ñònh sô ñoà tính; Giaûi tìm noäi löïc baûn thang; Tính toaùn coát theùp cho baûn thang; Boá trí coát theùp. Tính vaø boá trí theùp cho baûn chieáu nghæ Tính vaø boá trí theùp cho baûn chieáu tôùi Tính vaø boá trí theùp cho DT1 vaø DT2 Tính daàm limon DL 10.1.1 Khaùi nieäm caàu thang limon Caàu thang daõng limon thöôøgn ñöôïc duøng khi thieát keá caàu thang caùc coâng trình coâng coäng, khi beà roäng caàu thang B>1,5m . Daàm Limon coù theå ñöôïc boá trí phía treân hoaëc phía döôùi baûn thang, do daàm chòu taûi nhoû neân kích thöôùc tieát dieän ngang: bl1= 100150 ; hl1= 250300 Daàm limon phía trong neân choïn kích thöôùc tieát dieän ngang: bl2bt ( beà daøy töôøng); hl2= nhòp cuûa daàm) Chieàu daøy baûn thang: hb=beà roäng caàu thang) 10.1.2 Sô boä choïn kích thöôùc daàm limon bl1=150; hl1=300 10.2 XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG Choïn chieàu daøy baûn thang: hbt==(11068,75)=100 Kích thöôùc baäc thang: 2hb + lb = (60 ¸62) cm Choïn hb = 17.5 cm lb = 27 cm Caét moät daûi baûn coù beà roäng 1m theo phöông doïc ñeå tính. 10.2.1 Tónh taûi Qui ñoåi baäc thang veà taûi chöõ nhaät: Hình 1.2: Qui ñoåi taûi troïng taùc duïng leân caàu thang S1=S2 Troïng löôïng baûn thang vaø chieáu nghæ ñöôïc tính theo coâng thöùc: trong ñoù: gi – troïng löôïng baûn thaân lôùp caáu taïo thöù i (daN/m3); ni – heä soá tin caäy; di – ñoä daøy lôùp thöù i (cm). Caáu taïo baûn thang nghieâng Hình 1.3: Caáu taïo baûn thang nghieâng Chieàu daøy töông ñöông cuûa lôùp thöù i theo phöông cuûa baûn nghieâng Lôùp ñaù granit: =0,014 m Lôùp vöõa traùt maët: =0,028m Baäc gaïch: =0,073 m (0,014*2000*1,1+0,028*1,3*2 +0,073*1800*1,1+0,1*2500*1,1)=450,413 (daN/m2) Caáu taïo baûn chieáu nghæ Hình 1.4: Caáu taïo baûn chieáu nghæ Baûng 10.1: Tónh taûi caùc lôùp caáu taïo baûn chieáu nghæ Stt LÔÙP d (cm) g (daN/m3) n g (daN/m2) 1 Lôùp ñaù granit 1 2000 1.1 22 2 Lôùp vöõa traùt maët 2 1800 1.3 46.8 3 Baûn BTCT 10 2500 1.1 275 4 Lôùp vöõa traùt döôùi 2 1800 1.3 36 Toång coäng 379,8 10.2.3 Hoaït taûi Theo tieâu chuaån TCVN 2737 – 1995, thì hoaït taûi laáy nhö sau: ptc = 300 daN/m2; n p = 1.2; ptt = ptc x n p = 300 x 1.2 = 360 daN/m2. Khi ñoù taûi troïng toaøn phaàn cuûa baûn nghieâng vaø baûn chieáu nghæ laø: q bn = g bn + ptt = 450,413 + 360 = 810,431daN/m2; q cn = gcn + ptt = 379,8+ 360 = 739,8 daN/m2. TÍNH TOAÙN BAÛN THANG Nhòp tính toaùn baûn thang (caét moät daõy theo phöông caïnh ngaén coù b=1m ñeå tính) Töø ñoù tính ñöôïc Mmax. Tính coát doïc Sô ñoà tính: Hình 1.7: Sô ñoà tính bản thang Mmax= ql2/8= 810,431*1,12/8=122,58 daN/m/m Qmax=ql/2=810,431*1,1/2=445,74 daN 10.3.1 Tính coát theùp cho veá thang Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Coát theùp theo phöông ngang baûn thang choïn theo caáu taïo: F 6 a250. Baûng 1.2: Ñaëc tröng vaät lieäu Tính theùp baûn thang: theùp ôû nhòp Mmax=122,58 daN.m A=0.11 a=0.117 Astt=5,5cm2 Choïn theùp f10a120ð As=6,5 cm2 m=0.76%ð thoûa Theùp ôû goái : laáy theo caáu taïo 10.3.4 Boá trí coát theùp Xem baûn ve õKC 9/9 TÍNH THEÙP BAÛN CHIEÁU NGHÆ Chieáu nghæ laøm vieäc theo loaïi baûn daàm Sô ñoà tính: q= 739,8 daN/m Hình 1.8: Sô ñoà tính chieáu nghỉ Mmax=ql2/8=739,8*1,42/8 =181,251 daNm Töø M tính: =0,0106 (vôùi hs= 12cm) =0,0107 =0,757 cm2 choïn f6a200ð As=1,4 cm2 Kieåm tra haøm löôïng coát theùp TÍNH CỐT THÉP BẢN CHIẾU TỚI 10.5.1 Sô ñoà tính Xem chieáu tôùi nhö moät oâ bản đơn coù kích thöôùc 4.16x2.4 saøn hai phöông vôùi hai ñaàu ngàm caét b=1m ta coù sô ñoà tính baûn chieáu tôùi nhö sau: Hình 4.10 : sô ñoà tính baûn chieáu tôùi 10.5.2 Tính noäi löïc Do caùc caïnh cuûa oâ baûn lieân keát vôùi daàm laø ngaøm neân öùng vôùi oâ thöù 6 trong 6 loaïi oâ baûn; Tải trọng truyền theo phương các cạnh l1, l2 q 1= ck1q; q2 = (1- ck1) q; Momen dương lớn nhất giữa dải bản song song với các cạnh l1, l2: M1= ; M2= ; Momen âm ở gối: Mg1= ; Mg2= ; Với các hệ số ck1, jk1, jk2 tra bảng 1 phụ lục D sách Kết cấu BTCT (phần cấu kiện cơ bản)của PGS-TS Nguyễn Hữu Lân. Với l1= 2,4m; l2= 4,16 m tra bảng ta có c61=0,8931; j61=29,4; j62= 245,53 q1 = 0,8931*793,9= 709,03daN/m q2= (1-0,8931)*793,9 =84,87daN/m Momen dương lớn nhất giữa nhịp: M1= daNm; M2= daNm; Momen âm ở gối: Mg1= daNm; Mg2= daNm; 10.5.3 Tính theùp baûn chieáu tôùi Coát theùp ñöôïc tính toaùn vôùi daûi baûn coù beà roäng b = 1m theo caû 2 phöông vaø ñöôïc tính toaùn nhö caáu kieän chòu uoán. trong ñoù: ; ; b = 100cm: beà roäng daûi tính toaùn; h0 = hb – a: chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; Giaû thieát a = 1.5cm: khoaûng caùch töø meùp beâtoâng chòu keùo ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo ® h0 = 12 –1.5= 10 .5cm. -Haøm löôïng coát theùp tính toaùn (m) trong daûi baûn caàn ñaûm baûo ñieàu kieän: vôùi: mmax= . Theo TCVN laáy mmin = 0.05%. Ta coù M1=138,91 daNmA=0,0097 =0,00974 As=0,58cm2 Choïnf6a200Att=1,4cm2 Ta coù M2=5,98 daNmA=0,00042 =0,00042 As=0,025cm2 Choïnf6a200Att=1,4cm2 Ta coù Mg1=340,33daNmA=0,024 =0,0243 As=1,5cm2 Choïnf6a150Att=1,9cm2 Ta coù Mg2=122,4daNmA=0,0085 =0,00854 As=0,51cm2 Choïnf6a200Att=1,4cm2 10.6 TÍNH DAÀM CAÀU THANG DT1 Daàm DT coù sô ñoà tính laø 2 ñaàu khôùp Choïn sô boä tieát dieän daàm: 20x30cm. Trình töï tính toaùn daàm thang: Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng leân thang; Xaùc ñònh sô ñoà tính; Giaûi tìm noäi löïc daàm thang; Tính toaùn coát theùp cho daàm thang; Boá trí coát theùp. Hình 1.12: Sô ñoà tính cuûa daàm DT1 Taûi troïng - Troïng löôïng baûn thaân daàm: Taûi troïng do baûn chieáu tôùi q=300*1,1=360daN/m Toång taûi troïng phaân boá leân daàm DT1 laø: 165 + 360= 525 daN/m; Noäi löïc DT1 M [Tm] Hình 1.13: Bieåu ñoà moâmen uoán cuûa daàm Q [T] Hình 1.14: Bieåu ñoà löïc caét cuûa daàm DT1 M= Q= Tính theùp daàm DT1 Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Baûng 1.4: Ñaëc tröng vaät lieäu Tính theùp daàm: theùp ôû nhòp Mmax=378 daN.m A=0.0185 a=0.0187 Astt=0,59cm2 Choïn theùp f6a200ð As=1,4cm2 m=0.25%ð thoûa Theùp ôû goái : laáy theo caáu taïo 10.6.4 Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng[11] Löïc caét lôùn nhaát cuûa daàm Qmax = 630 daN Ñeå ñaûm baûo beâ toâng khoâng bò phaù hoaïi do öùng suaát neùn chính, caàn phaûi thoaû maõn ñieàu kieän: K0xRnxbxho=0.35x130x20x28=25480daN Q< K0xRnxbxho à vaäy khoâng caàn taêng tieát dieän daàm. 0.6xRkxbxho=0.6x11x20x28=3696daN 0.6xRkxbxho>Q=630 daN Choïn ñai F6 coù fñ = 0.283cm2, ñai hai nhaùnh n = 2, theùp AI, Rañ =1800 daN/cm2 Khoaûng caùch ñai laáy theo caáu taïo Treân ñoaïn gaàn goái töïa Treân ñoaïn giöõa daàm Choïn ñai boá trí: Ñoaïn gaàn goái (l/4): F6 U = 150 mm Ñoaïn giöõa nhòp (l/2): F6 U = 200 mm 10.7 TÍNH DAÀM CAÀU THANG DT2 Daàm DT coù sô ñoà tính laø 2 ñaàu khôùp Choïn sô boä tieát dieän daàm: 20x30cm. Trình töï tính toaùn daàm thang: Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng leân thang; Xaùc ñònh sô ñoà tính; Giaûi tìm noäi löïc daàm thang; Tính toaùn coát theùp cho daàm thang; Boá trí coát theùp. Hình 1.12: Sô ñoà tính cuûa daàm DT1 Taûi troïng - Troïng löôïng baûn thaân daàm: Taûi troïng do baûn chieáu nghæ q=739,8*1,1=813,78 daN/m Toång taûi troïng phaân boá leân daàm DT2 laø: 165 + 813,78= 978,78 daN/m; Noäi löïc DT1 M= Q= Tính theùp daàm DT2 Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Baûng 1.4: Ñaëc tröng vaät lieäu Tính theùp daàm: theùp ôû nhòp Mmax=704,72 daN.m A=0.0345 a=0.0351 Astt=1,11cm2 Choïn theùp f6a200ð As=1,4cm2 m=0.25%ð thoûa Theùp ôû goái : laáy theo caáu taïo 10.7.4 Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng[11] Löïc caét lôùn nhaát cuûa daàm Qmax = 1174,5 daN Ñeå ñaûm baûo beâ toâng khoâng bò phaù hoaïi do öùng suaát neùn chính, caàn phaûi thoaû maõn ñieàu kieän: K0xRnxbxho=0.35x130x20x28=25480daN Q< K0xRnxbxho à vaäy khoâng caàn taêng tieát dieän daàm. 0.6xRkxbxho=0.6x11x20x28=3696daN 0.6xRkxbxho>Q=1174,5daN Choïn ñai F6 coù fñ = 0.283cm2, ñai hai nhaùnh n = 2, theùp AI, Rañ =1800 daN/cm2 Khoaûng caùch ñai laáy theo caáu taïo Treân ñoaïn gaàn goái töïa Treân ñoaïn giöõa daàm Choïn ñai boá trí: Ñoaïn gaàn goái (l/4): F6 U = 150 mm Ñoaïn giöõa nhòp (l/2): F6 U = 200 mm 10.8 TÍNH THEÙP DAÀM LIMON 10.8.1 Taûi troïng taùc duïng goàm: Troïng löôïng baûn thaân daàm gd=bd(hd-hb)ngb= 0,15*(0,3-0,1) *1,1*2500=82,5 daN/m Do baûn thang truyeàn vaøo, laø phaûn löïc cuûa caùc goát töïa taïi B cuûa sô ñoà tính baûn thang: tính qb=Qmax= 445,75 daN Toång taûi troïng: qLM1= gd+qb=82,5+447,75=530,25 daN/m töø ñoù tính ñöôïc Mmax, Qmax.Tính coát doïc, coát ñai. 10.8.2 Noäi löïc daàm Hình 1.9: Sô ñoà tính daàm limon 1 Mmax=qLM1L2/(2cosa) = 530,25*3,342/(2*0,839)= 3525,18 daN/m R = qLM1L/(2cosa) = 530,25*3,34/(2*0,839)=1055,5 daN 10.8.3 Tính theùp daàm Töø M tính: =0,216 =0,246 =5,41 cm2 choïn3 f16ð As=6,03 cm2 Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Vôùi b=15cm ; ho=h-a=30-3,5=26,5; Ra= 2800daN/cm2 Tính coát ñai Choïn coát ñai f6; n=2; u=200mm; Rad=2200daN/cm2 Tính: Qdb=daN Vì Q< Qdbneân coát ñai choïn ñuû chòu löïc caét. Boá trí coát theùp Xem baûn veõ KC 02/10. Nhaän xeùt: caùc kích thöôùc choïn sô boä ban ñaàu laø thoaû maõn caùc ñieàu kieän kieåm tra. Tính theùp coät Do coät ñôõ daàm thang coù noäi löïc khoâng lôùn neân ta boâ trí coät theo caáu taïo 4F16.