Tính toán cầu thang tầng điển hình

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1. CẤU TẠO CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH : a . Kích thước phương ngang : Các kích thước cầu thang được chọn như hình vẽ thỏa mãn các điều kiện giao thông theo phương đứng : Chiều cao bậc : hb = 170 mm Bề rộng bậc : lb = 300 mm α = 30 0 Thoả mãn điều kiện : hb = 15 ÷ 17 cm , lb ³ 250 cm Kích thước phương đứng : Từ số liệu chiều cao tầng ( h = 3.4m ) ta xác định được số bậc là 20 .Các kích thước cụ thể được xác định trên hình bên dưới : Hình 3.1 : Mặt bằng và mặt cắt cầu thang tầng điển hình 3.2. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG : 3.2.1 TĨNH TẢI : Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang : Chọn chiều dày bản thang hbt = 10cm - Đá Granit, γ = 20kN/m3, δ = 1cm, n =1.1 - Vữa lót, γ = 18kN/m3, δ = 2cm, n =1.3 - Bậc thang, γ = 18kN/m3, n =1.3 - Bản BTCT, γ = 25kN/m3, δ = 10cm, n =1.1 - Vữa trát, γ = 18kN/m3, δ = 1.5cm, n =1.3 Hình 3.2 : Các lớp cấu tạo bản thang Chiều dày quy đổi được tính như sau : Đá Granit : Vữa lót : Vữa trát : Bậc thang : Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản thang được tính như sau : Trong đó : : khối lượng riêng lớp cấu tạo thứ i : chiều dày lớp cấu tạo thứ i ni : hệ số độ tin cậy của lớp thứ i Kết quả tính toán được trình bày như trong bảng 3.1 Bảng 3.1 : Tĩnh tải tác dụng lên bảng thang Các lớp cấu tạo g (kN/m3) d(mm) n g bttc(kN/m2) g bttt(kN/m2) Đá Granit 20 13.6 1.1 0.272 0.299 Vữa lót 18 27.1 1.3 0.488 0.634 Bậc thang 18 73.6 1.3 1.325 1.722 Sàn BTCT 25 100.0 1.1 2.500 2.750 Vữa trát 18 20.4 1.3 0.367 0.477 ∑g bttt(kN/m2) 5.883 b. Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ : Cấu tạo gồm các lớp tương tự như bản thang nhưng bảng chiếu nghỉ không có bậc thang.Tổng trọng lương bản thân các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ và chiếu tới được tính toán tương tự như với bản thang. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2 : Tĩnh tải tác dụng lên bảng chiếu nghỉ Các lớp cấu tạo g (kN/m3) d(mm) n g bcntc(kN/m2) g bcntt(kN/m2) Đá Granit 20 10.0 1.1 0.200 0.220 Vữa lót 18 20.0 1.3 0.360 0.468 Sàn BTCT 25 100.0 1.1 2.500 2.750 Vữa trát 18 15.0 1.3 0.270 0.351 ∑g bcntt(kN/m2) 3.789 3.2.2 HOẠT TẢI : Tải trọng phân bố đều trên sàn lấy theo TCVN 2737:1995 như sau: ptt = ptc.np Trong đó: ptc : tải trọng tiêu chuẩn lấy theo Bảng 3 TCVN 2737:1995; ptc = 3kN/m2 np : hệ số độ tin cậy, theo 4.3.3 : n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2 Vậy ptt = 3 × 1.2 = 3.6 kN/m2 3.2. TỔNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG : Tổng tải trọng tác dụng lên phần bản thang : Tổng tải trọng tác dụng lên phần bản chiếu nghỉ : 3.3. TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN THANG : 3.3.1 TÍNH TOÁN BẢN THANG VẾ 1, 2 : Sơ đồ tính : Bản làm việc một phương (chỉ có liên kết ở hai đầu), do đó ta cắ một dải bản có bề rộng b = 1m để tính. Để thiên về an toàn ta sẽ tính toán dải bản cho 2 trường hợp : Hai đầu là liên kết khớp Hai đầu là liên kết ngàm Sau đó dùng nội lực của trường hợp liên kết khớp để bố trí cốt thép cho moment ở nhịp, và dùng nội lực của trường hợp liên kết ngàm để bố trí cho moment ở gối. Sơ đồ tính cho 2 trường hợp được thể hiện như hình 3.3 và 3.4 Hình 3.3 : Sơ đồ tính bản thang vế 1 và 2 hai đầu khớp Hình 3.4 : Sơ đồ tính bản thang vế 1 và 2 hai đầu ngàm Xác định nội lực và phản lực gối tựa bản thang : Các kết quả tính toán được trình bày như hình 3.5 và 3.6 Hình 3.5: Biểu đồ moment và phản lực gối tựa bản thang vế 1 và 2 hai đầu khớp Hình 3.6: Biểu đồ moment và phản lực gối tựa bản thang vế 1 và 2 hai đầu ngàm Tính toán cốt thép : Do 2 vế của bản thang giống nhau nên ta chỉ tính toán cho một vế, vế còn lại bố trí cố thép tương tự. Bản thang được tính toán như cấu kiện chịu uốn. Giả thiết tính toán : • a = 1.5 cm là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bê tông chịu kéo • h0 là chiều cao có ích của tiết diện ( h0 = hb – a = 10-1.5 = 8.5cm), • b = 100 cm là bề rộng tính toán của dải bản. Đặc trưng vật liệu lấy theo bảng 2.7. Tính toán và kiểm tra hàm lượng tương tự phần 2.3.1.c. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.3 Chi tiết về bố trí cốt thép của cầu thang được trình bày như trong bản vẽ KC 2/8