Tính toán về cầu thang bộ

CHÖÔNG 4 TÍNH TOAÙN CAÀU THANG BOÄ CAÁU TAÏO CAÀU THANG Hình 4.1: mặt bằng cầu thang 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; Tính coát theùp baûn chieáu tôùi; Tính coát theùp cho daàm thang; Boá trí coát theùp; XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG Choïn chieàu daøy baûn thang: hbt = 12 cm. 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. 4.2.1 Tónh taûi Qui ñoåi baäc thang veà taûi chöõ nhaät: Hình 4.2: 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 4.3: Caáu taïo baûn thang nghieâng Baûng 4.1: Tónh taûi caùc lôùp caáu taïo baûn thanh nghieâng Stt LÔÙP d (cm) g (daN/m3) n gi (daN/m2) 1 Lôùp ñaù granit 1 2000 1.1 22 2 Lôùp vöõa traùt maët 2 1800 1.3 46.8 3 Baäc gaïch 7.34 1600 1.3 152.67 4 Baûn BTCT 12 2500 1.1 330 5 Lôùp vöõa traùt döôùi 1.5 1800 1.3 35.1 Toång coäng 586.57 Caáu taïo baûn chieáu nghæ Hình 4.4: Caáu taïo baûn chieáu nghæ Baûng 4.2: 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 12 2500 1.1 330 4 Lôùp vöõa traùt döôùi 1.5 1800 1.3 35.1 Toång coäng 433.9 4.2.2. 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 = 586.57 + 360 = 946.57daN/m2; q cn = gcn + ptt = 433.9 + 360 = 793.9 daN/m2. TÍNH TOAÙN VEÁ THANG Sô ñoà tính Hình 4.5: Sô ñoà tính veá thang 1 Hình 4.6: Sô ñoà tính veá thang 2 4.3.2. Xaùc ñònh noäi löïc Söû duïng Chöông trình Sap 2000 version 10.01 ñeå tìm noäi löïc trong baûn thang vaø baûn chieáu nghæ, keát quaû momen uoán thu ñöôïc laø: [Tm/m] Hình 4.7: Bieåu ñoà moâmen uoán cuûa veá thang 1 M [Tm/m] Hình 4.8: Bieåu ñoà moâmen uoán cuûa veá thang 2 Hình 4.9 : Phaûn löïc goái töïa cuûa veá thang 1 Noäi löïc hai veá thang nhö nhau neân chæ caàn tính cho 1 veá vaø boá trí cho veá coøn laïi. 4.3.3.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 4.3: Ñaëc tröng vaät lieäu Tính theùp baûn chieáu nghæ: theùp ôû nhòp Mmax=2.06x103 daN.m A=0.14 a=0.15 Astt=7.38cm2 Choïn theùp f10a100ð As=7.85 cm2 m=0.75%ð thoûa Theùp ôû goái : laáy theo caáu taïo Tính theùp baûn thang: theùp ôû nhòp Mmax=2.16x103 daN.m A=0.15 a=0.16 Astt=7.96cm2 Choïn theùp f12a140ð As=8.08cm2 m=0.77%ð thoûa Theùp ôû goái : laáy theo caáu taïo 4.3.4 Bố trí cốt thép Xem bản vẽ KC 2/9. TÍNH CỐT THÉP BẢN CHIẾU TỚI 4.4.1 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 4.4.2 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; 4.4.3 Tính theùp daàm 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 4.5 TÍNH DAÀM CAÀU THANG DT Daàm DT coù sô ñoà tính laø 1 ñaàu ngaøm, 1 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 4.11: Sô ñoà tính cuûa daàm DT1 Taûi troïng - Troïng löôïng baûn thaân daàm: AÏTaûi troïng do veá thang truyeàn vaøo daàm cuõng chính laø phaûn löïc taïi goái töïa B cuûa veá thang ñaõ tính ôû treân, g = 2350 daN/m Toång taûi troïng phaân boá leân daàm DT1 laø: 165 + 2350 = 2515 daN/m; Noäi löïc DT1 M [Tm] Hình 1.12: Bieåu ñoà moâmen uoán cuûa daàm Q [T] Hình 1.13: Bieåu ñoà löïc caét cuûa daàm DT1 Tính theùp daàm DT1 Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Baûng 4.4: Ñaëc tröng vaät lieäu Tính theùp daàm: theùp ôû nhòp Mmax=1.81x103 daN.m A=0.09 a=0.09 Astt=2.99cm2 Choïn theùp f8a160ð As=3.14 cm2 m=0.56%ð thoûa Theùp ôû goái : laáy theo caáu taïo 4.5.4 Kieåm tra khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng[11] Löïc caét lôùn nhaát cuûa daàm Qmax = 3020 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=3020daN 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 Boá trí coát theùp Xem baûn veõ KC 02/9. Nhaän xeùt: caùc kích thöôùc choïn sô boä ban ñaàu laø thoaû maõn caùc ñieàu kieän kieåm tra.