Tính toán thiết kế cầu thang tầng điển hình

CHÖÔNG 3 TÍNH TOAÙN CAÀU THANG TAÀNG ÑIEÅN HÌNH 3.1. CAÁU TAÏO CAÀU THANG TAÀNG ÑIEÅN HÌNH Hình 3.1: Maët baèng caàu thang taàng ñieån hình Hình 3.2: Maët caét caàu thang taàng ñieån hình 3.2. XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG Taûi troïng taùc duïng leân caàu thang goàm coù: 3.2.1. Taûi troïng thöôøng xuyeân (tónh taûi) a. Troïng löôïng baûn thaân cuûa caùc lôùp caáu taïo baûn thang Choïn chieàu daøy baûn thang hbt = 10 cm. Kích thöôùc caùc baäc thang ñöôïc choïn theo coâng thöùc sau: 2hb + lb = ( 60 ÷ 62 ) cm (3.1) → Choïn: hb = 16 cm; lb = 28 cm. Ñaù Granit, δ1 = 1 cm, γ1 = 2000 daN/m3, n = 1.1 Vöõa loùt, δ2 = 2 cm, γ2 = 1800 daN/m3, n = 1.3 Baäc thang, δ3, γ3 = 1800 daN/m3, n = 1.3 Baûn BTCT, δ4 = 10 cm, γ4 = 2500 daN/m3, n = 1.1 Vöõa traùt, δ5 = 1.5 cm, γ5 = 2000 daN/m3, n = 1.3 Hình 3.3: Caùc lôùp caáu taïo baûn thang Chieàu daøy baäc thang qui ñoåi δ 3 ñöôïc tính nhö sau: = 7 cm (3.2) Chieàu daøy ñaù Granit qui ñoåi δ 1 ñöôïc tính nhö sau: 13, 7 cm (3.3) Chieàu vöõa loùt qui ñoåi δ 1 ñöôïc tính nhö sau: 27,4 cm (3.4) Troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn thang ñöôïc tính nhö sau: gstt = Σ γi. i.ni (3.5) trong ñoù: γi - khoái löôïng rieâng lôùp caáu taïo thöù i; δi - chieàu daøy lôùp caáu taïo thöù i; ni - heä soá ñoä tin caäy cuûa lôùp thöù i. Keát quaû tính toaùn ñöôïc trình baøy trong baûng 3.1. Baûng 3.1: Tónh taûi taùc duïng leân baûn thang Caáu taïo goàm caùc lôùp töông töï nhö baûn thang nhöng baûn chieáu nghæ vaø chieáu tôùi khoâng coù baäc thang.Toång troïng löông baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn chieáu nghæ vaø chieáu tôùi ñöôïc tính toaùn töông töï nhö vôùi baûn thang. Keát quaû tính toaùn ñöôïc trình baøy trong baûng 3.2. Baûng 3.2: Tónh taûi taùc duïng leân baûn chieáu nghæ 3.2.2. Taûi troïng taïm thôøi (hoaït taûi) Hoaït taûi tieâu chuaån phaân boá ñeàu treân baûn thang vaø baûn chieáu nghæ (chieáu tôùi) laáy theo [1]: ptt = ptc.np (3.6) trong ñoù: ptc = 300 daN/m2 - taûi troïng tieâu chuaån laáy theo Baûng 3/[1]; np - heä soá ñoä tin caäy, theo 4.3.3/[1]; n = 1.3 khi ptc < 200 daN/m2 n = 1.2 khi ptc ≥ 200 daN/m2 Vaäy: ptt = 300x1.2 = 360 daN/m2. 3.2.3. Toång taûi troïng taùc duïng Toång taûi troïng taùc duïng leân phaàn baûn thang: = 568,16 + 360 = 928,16 daN/m2 Toång taûi troïng taùc duïng leân baûn chieáu nghæ: = 378.9 + 360 = 738.9 daN/m2 3.3. TÍNH TOAÙN CAÙC BOÄ PHAÄN CAÀU THANG 3.3.1. Baûn thang vaø baûn chieáu tôùi, baûn chieáu nghæ a. Sô ñoà tính Caét 1 daûi baûn coù chieàu roäng 1 m ñeå tính. Sô ñoà tính ñöôïc theå hieän treân hình 3.4. Hình 3.4: Sô ñoà tính baûn thang 2 veá b. Xaùc ñònh noäi löïc vaø phaûn löïc goái töïa baûn thang Tính veâ 1 Xeùt taïi moät tieát dieän baát kyø caùch goái töïa A moät ñoaïn laø x ,tính moment taïi tieát dieän ñoù Moment lôùn nhaát ôû nhòp ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän :”ñaïo haøm cuûa moment laø löïc caét vaø löïc caét taïi ñoù phaûi baèng khoâng” Tính veâ 2 keát quaû töông töï nhö veá 1 c. Tính toaùn coát theùp Do 2 veá cuûa baûn thang gioáng nhau neân chæ tính toaùn cho 1 veá, veá coøn laïi boá trí theùp töông töï.Baûn thang ñöôïc tính nhö caáu kieän chòu uoán. Giaû thieát tính toaùn: a = 1.5cm - khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp ñeán meùp beâ toâng chòu keùo; ho - chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän; (ho = hs – a = 10 – 1.5 = 8.5 cm) b = 100cm - beà roäng tính toaùn cuûa daûi baûn. Löïa choïn vaät lieäu nhö baûng 3.3. Baûng 3.3: Ñaëc tröng vaät lieäu söû duïng tính toaùn Coâng thöùc tính toaùn coát theùp vaø kieåm tra haøm löôïng coát theùp töông töï nhö muïc 2.3.1.c. Keát quaû tính toaùn ñöôïc trình baøy trong baûng 3.4. Baûng 3.4: Tính toaùn coát theùp cho baûn thang 3.3.2. Daàm chieáu tôùi vaø daàm chieáu nghæ Taûi troïng taùc duïng vaø sô ñoà tính Choïn sô boä tieát dieän daàm 40x25 cm. Troïng löôïng baûn thaân daàm: gd = 0.2x0.4x2500x1.1 = 220 daN/m Taûi troïng do baûn thang truyeàn vaøo, chính laø phaûn löïc goái töïa V khi tính toaùn baûn thang: gbt = 2 x 1633,49 = 3266,98 daN/m Toång taûi troïng taùc duïng: qdct = gd + gbt = 220 + 3266,98 =3486,98 daN/m Ta choïn sô ñoà tính laø daàm coù 2 ñaàu khôùp. Hình 3.6: Sô ñoà tính daàm chieáu tôùi vaø daàm chieáu nghæ Xaùc ñònh noäi löïc cho daàm chieáu tôùi vaø daàm chieáu nghæ Xaùc ñònh baèng caùc coâng thöùc giaûi tích. (3.7) Tính toaùn coát theùp + Coát theùp doïc: Daàm ñöôïc tính toaùn nhö caáu kieän chòu uoán. Giaû thieát tính toaùn: a = 4 cm - khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp ñeán meùp beâ toâng chòu keùo; ho - chieàu cao coù ích cuûa tieát dieän ho = hd – a = 40 – 4 = 36 cm; Ñaëc tröng vaät lieäu, coâng thöùc tính toaùn coát theùp vaø kieåm tra haøm löôïng coát theùp töông töï nhö muïc 3.3.1.c. Keát quaû tính toaùn ñöôïc trình baøy trong baûng 3.6. Baûng 3.6: Tính toaùn coát theùp cho baûn chieáu tôùi vaø baûn chieáu nghæ + Coát ñai: tính toaùn theo [11] Duøng löïc caét Q = 3451 daN cuûa daàm chieáu tôùi ñeå tính coát ñai. Kieåm tra ñieàu kieän: k1Rkbho < Q < koRnbho koRnbho = 0.35x170x20x36 = 42840 daN k1Rkbho = 0.6x12x20x36 = 6480 daN Suy ra: Q=6083,42< koRnbho = 42840 daN vaø Q=6183,42 < k1Rkbho = 6480 daN. Do ñoù ta phaûi tính toaùn coát ñai. Choïn ñai theùp CI coù Rañ = 1600daN/cm2, ñai ø6 coù fñ = 0.283 cm2, ñai 2 nhaùnh n = 2. Khaû naêng chòu löïc caét cuûa ñai Khaû naêng chòu löïc caét cuûa ñai vaø beâ toâng Vaäy coát ñai ñuû khaû naêng chòu löïc caét Chieàu cao daàm h=400 do ñoù Trong khoaûng ¼ nhòp daàm boá trí ñai Ф6 a150 ñaûm baûo khoaûng caùch coát ñai khoâng vöôït quaù böôùc ñai theo caáu taïo h/2=400/2=200vaø ñoaïn giöõa nhòp coøn laïi boá trí ñai Ф6 a250 ñaûm baûo khoaûng caùch coát ñai khoâng lôùn hôn 3h/4=3x400/4=300. 3.3.3. Keát luaän Caùc keát quaû tính toaùn ñeàu thoûa maõn caùc ñieàu kieän kieåm tra.Do ñoù caùc giaû thieát vaø kích thöôùc sô boä choïn ban ñaàu laø hôïp lyù. 3.4. BOÁ TRÍ COÁT THEÙP CAÀU THANG TAÀNG ÑIEÅN HÌNH Coát theùp caàu thang taàng ñieån hình ñöôïc boá trí trong baûn veõ KC 02/08.