Tính toán xây cầu thang

CHÖÔNG 2 TÍNH CAÀU THANG 2.1 SÔ ÑOÀ TÍNH CAÀU THANG: MAËT BAÈNG KIEÁN TRUÙC CAÀU THANG Choïn sô boä chieàu daøy baûn thang: hs=120mm. choïn sô boä kích thöôùc caùc daàm caàu thang: .choïn hd=350mm. .choïn b=200mm Choïn sô boä kích thöôùc: D1:(200,350); D2:(200,250); D3:(200,350); 2.2 XAÙC ÑÒNH TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN BAÛN THANG: Tónh taûi:goàm troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo. Chieáu nghæ Baûn thang (phaàn baûn nghieâng) Chieàu daøy töông ñöông cuûa lôùp thöù i theo phöông cuûa baûn nghieâng Lôùp ñaù hoa cöông: Lôùp vöõa: Lôùp baäc thang: Theo phöông ñöùng laø: Hoaït taûi: Toång taûi troïng taùc duïng laø: Ñoái vôùi chieáu nghæ: Ñoái vôùi baûn thang: Troïng löôïng cuûa lan can glc=30daN/m, qui taûi lan can treân ñôn vò m2 baûn thang: 2.3 TÍNH BAÛN THANG Sô ñoà tính: Caét 1 daõy coù beà roäng b=1m ñeå tính. Xeùt tyû soá Vaäy lieân keát giöõa baûn thang vôùi daàm chieáu nghæ ñöôïc xem laø lieân keát khôùp. Baûn thang vaø chieáu nghæ tính töøng oâ baûn ñoäc laäp. Sô ñoà tính baûn thang cuûa veá 1 (veá 2) laø daàm ñôn giaûn, chòu taûi troïng q2=1130.28 daN/m2 Ñoái vôùi chieáu nghæ: tính gioáng baûn saøn. Ta coù . Baûn laøm vieäc 1 phöông, taûi taùc duïng leân chieáu nghæ laø q1=469.2 daN/m2 . Caét theo phöông caïnh ngaén moät daõy coù beà roäng b=1m ñeå tính. Xeùt tyû soá neân lieân keát giöõa baûn vôùi daàm chieáu nghæ ñöôïc xem laø lieân keát khôùp. Sô ñoà tính vaø daïng taûi troïng nhö sau: VEÁ 1 VEÁ 2 CHIEÁU NGHÆ Tính coát theùp : Baûn thang: Veá 1 vaø veá 2 coù moment ôû goái vaø ôû nhòp gioáng nhau neân tính coát theùp töông töï Moment ôû nhòp: Giaû thieát: a = 2cm ho = hb – a = 12– 2 = 10 (cm) Dieän tích coát theùp Choïn ¯12a150 (Fa = 6.79cm2 ) Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Moment ôû goái: Giaû thieát: a = 2cm ho = hb – a = 12– 2 = 10 (cm) Dieän tích coát theùp Choïn ¯10a200 (Fa = 3.92 cm2 ) Kieåm tra haøm löôïng coát theùp 2.4 TÍNH DAÀM CHIEÁU NGHÆ D1 (200X350) Sô ñoà tính daàm D1 ñöôïc xem laø daàm ñôn giaûn, lieân keát khôùp ôû 2 ñaàu. Nhòp tính toaùn laø khoaûng caùch giöõa 2 truïc coät, chòu taùc duïng cuûa taûi troïng goàm: Troïng löôïng baûn thaân daàm: daN/m. Do baûn chieáu nghæ truyeàn vaøo coù daïng tam giaùc ñöôïc chuyeån thaønh daïng phaân boá ñeàu: daN/m Do baûn thang truyeàn vaøo laø phaûn löïc cuûa caùc goái töïa taïi B vaø taïi D cuûa veáâ 1 vaø veá 2 ñöôïc qui veà daïng phaân boá ñeàu: Veá 1 : Veá 2 : Vì RB=RD neân toång taûi troïng taùc duïng leân daàm laø: q=gd+RB+gcn=126.5+1971+450.43=2548 daN/m SÔ ÑOÀ TÍNH DAÀM D1 Giaû thieát: a = 3.5cm ho = hb – a = 35 - 3.5 = 31.5 (cm) b = 20cm Dieän tích coát theùp Choïn 2¯18 (Fa = 5.09 cm2 ) Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Tính coát ñai: Kieåm tra ñieàu kieän haïn cheá: [ Q ] K0 ´Rn ´b´h0 vôùi K0 = 0.35 K0Rnbh0 = 0.35 ´ 110 ´ 20 ´ 31.5 = 24255 (KG) Maø Q = 4204(KG) << [ Q ] nhö vaäy ñieàu kieän haïn cheá thoaû maõn. Choïn f6 laøm coát ñai ; coát ñai 2 nhaùnh n=2 ; Rad = 2000 (kg/cm2) . Choïn khoaûng caùch giöõa caùc coát ñai 200 mm . Ta coù : qd = = 56.6(KG) Khaû naêng chòu caét cuûa coát ñai vaø beâtoâng : = 8636 (KG) Maø Q = 4204 (KG) << Qd.b neân coát ñai ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän chòu caét. Vaäy choïn coát ñai: Ôû khu vöïc gaàn goái töïa:,hai nhaùnh s=100mm. Ôû khu vöïc giöõa daàm:,hai nhaùnh s=200mm 2.5 TÍNH D2 (200X250) Sô ñoà tính daàm D2 ñöôïc xem laø daàm ñôn giaûn, lieân keát khôùp ôû 2 ñaàu. Nhòp tính toaùn laø khoaûng caùch giöõa hai truïc cuûa daàm D3. Chòu taùc duïng cuûa taûi troïng goàm: Troïng löôïng baûn thaân daàm: =daN/m. Troïng löôïng cöûa kính laép raùp treân daàm: Troïng löôïng do baûn chieáu nghæ truyeàn vaøo theo oâ baûn 1 phöông: gcn = 450.43 daN/m Toång taûi troïng taùc duïng leân daàm laø: daN/m. SÔ ÑOÀ TÍNH DAÀM D2 =7.31 kN/m =8.86 kN/m Vôùi b=20 cm; ho=h-a=25-3=22 cm; Töø M tính Tieát Dieän Moment M A γ Fa(tính) Fa(choïn) Nhòp 7.31 0.069 0.964 1.32 2f12 (2.26cm2) Töông töï tính coát ñai nhö daàm D1.choïn coát ñai: Ôû khu vöïc gaàn goái töïa:, hai nhaùnh s=100mm. Ôû khu vöïc giöõa daàm:, hai nhaùnh s=200mm. 2.6 TÍNH DAÀM D3 (200X350) Sô ñoà tính daàm D3 ñöôïc xem laø daàm consol ngaøm taïi meùp coät. Taûi troïng taùc duïng goàm: Troïng löôïng baûn thaân daàm: =daN/m. Troïng löôïng töôøng xaây treân daàm: Do daàm D2 truyeàn vaøo: chính laø phaûn löïc R taïi goái töïa cuûa daàm D2 daN. Toång taûi troïng taùc duïng leân daàm laø: daN/m. =17.2 KN/m =22.5 KN Vôùi b=20 cm; ho = h – a = 25 – 3 = 22cm; Töø M tính Tieát Dieän Moment M A γ Fa(tính) Fa(choïn) Nhòp 17.2 0.161 0.911 3.3 2f16 (4.02cm2) Töông töï tính coát ñai nhö daàm D1. Choïn coát ñai: Ôû khu vöïc gaàn goái töïa:, hai nhaùnh s=100mm. Ôû khu vöïc giöõa daàm:, hai nhaùnh s=200mm. CHÖÔNG 3 HOÀ CHÖÙA NÖÔÙC TREÂN MAÙI HOÀ NÖÔÙC MAÙI 3.1 Baûn naép: Choïn chieàu daøy baûn naép:hbn=80mm, kích thöôùc oâ baûn(3.3x1.6m) Taûi troïng: tænh taûi Troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn naép: STT TP CAÁU TAÏO (cm)  (kN/m3) n gtt(kN/m2) 1 Lôùp xi maêng laùng maët vaø taïo doác 4 18 1.2 0.864 2 Baûn BTCT 8 25 1.1 2.20 2 Lôùp vöõa traùt 1.5 18 1.2 0.324 Toång Coäng 3.388 Hoaït taûi:p=nxptc=1.3x0.75==0.975(KN/m2). Toång taûi troïng taùc duïng leân baûn naép: q=g+p=3.388+0.975= 4.363(kN/m2) Tính theùp cho baûn naép: Aùp duïng tieâu chuaån TCVN 356-2006. Vaät lieäu söû duïng laø beâ toâng vaø coát theùp ñaõ ñöôïc ñeà caäp ôû phaàn vaät lieäu. sô ñoà tính baûn naép: Ta coù .vaäy baûn laøm vieäc 1 phöông. Caét theo phöông caïnh ngaén 1 daûi coù beà roäng laø 1m, xem baûn nhö 1 daàm ngaøm 2 ñaàu vì hs<hd/3. Giaù trò moment: ôûû goái: (KNm) ôû nhòp: (KNm) Tính coát theùp: Töø M tính LIEÂN KEÁT M A γ Fa choïn theùp % KN.m cm2 nhòp 0.465 0,012 0.99 0.3 Þ6a150 0,28 goái 0.93 0,023 0.99 0.6 Þ8a150 0,42 Theùp goái choïn Þ8a150 theo caáu taïo nhaèm ñaûm baûo thi coâng theùp khoâng bò beïp . Theùp nhòp choïn Þ6a150 theo caáu taïo nhaèm choáng choïc thuûng saøn baûn naép. 3.2 Daàm naép: Tính daàm : Choïn kích thöôùc daàm naép: Daàm DN1,DN2: Chæ chòu troïng löôïng baûn thaân daàm, neân ñaët daàm theo caáu taïo. Choïn kích thöôùc daàm laø 200x250mm. Daàm DN3: h= Tính daàm Dn3 (200x350) Troïng löôïng baûn thaân daàm: Do baûn naép: (kN/m) Toång taûi troïng: (KN/m). Sô ñoà tính: (KN.m) (KN.m) KN. tra baûng. Tính coát theùp: Töø M tính Kieåm tra haøm löôïng coát theùp Keát quaû tính coát theùp ñöôïc toùm taét theo baûng sau: DAÀM TIEÁT M ho A γ Fa (tính) Fa (choïn) DIEÄN KN.m cm cm2 cm2 DN3 Nhòp 3.79 27 0.024 0.988 0.55 212(2.26) DN3 Goái 6.77 27 0.042 0.978 0.98 212(2.26) DN1 Nhòp 212(2.26) DN2 Nhòp 212(2.26) Tính coát ñai: Kieåm tra caùc ñieàu kieän haïn cheá : K1´Rk´b´ho = 0.6´8.8´20´27=2851 (KG) Ko´Rn´b´ho = 0.35´110´20´27= 20790(KG) Q = 1026 (KG) < K1´Rk´b´ho neân khoâng caàn tính toaùn, chæ ñaët coát ñai theo caáu taïo Choïn ñai f6 vôùi fñ = 0.283 cm2, ñai 2 nhaùnh: n = 2; Rañ = 2000 (KG/cm2) Choïn khoaûng caùch giöõa caùc coát ñai 200 mm . Ta coù : qd = = 56.6(KG) Khaû naêng chòu caét cuûa coát ñai vaø beâtoâng : = 7622 (KG) Maø Q = 1026 (KG) << Qd.b neân coát ñai ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän chòu caét. Vaäy choïn coát ñai: Ôû khu vöïc gaàn goái töïa:, hai nhaùnh s=100mm. Ôû khu vöïc giöõa daàm:, hai nhaùnh s=200mm 3.3 Baûn thaønh: Tính oâ baûn thaønh soá 1 coù kích thöôùc laø 2.2x3.3m. Choïn chieàu daøy baûn thaønh hbt=100mm Taûi troïng taùc duïng: Aùp löïc nöôùc: Gioù huùt:=0.9064(KN/m2). Trong ñoù wc: giaù trò aùp löïc gioù K: heä soá tính ñeán söï thay ñoåi cuûa aùp löïc gioù theo ñoä cao (chung cö cao 41.3m, thuoäc thaønh phoá HCM neân k=1.4 C’: heä soá khí ñoäng. Moãi baûn thaønh laøm vieäc nhö 1 baûn lieân keát ngaøm vôùi daàm ñaùy vaø 2 baûn thaønh thaúng goùc vôùi noù, coøn caïnh thöù 4 ñöôïc xem laø töïa ñôn vì baûn naép ñoå toaøn khoái. Baûn thaønh coù a/h<2 :baûn thuoäc loaïi baûn keâ 4 caïnh. Tính noäi löïc trong baûn thaønh:baèng noäi löïc cuûa Pn+qg. Noäi löïc trong baûn thaønh do aùp löïc nöôùc gaây ra: Tra heä soá moment trong baûn hai phöông, chòu taûi troïng tam giaùc (döïa vaøo soá thöù töï oâ soá 4 vaø tæ soáù Moment ôû nhòp: . . Moment ôû goái: . . Noäi löïc trong baûn thaønh do gioù gaây ra: Tra heä soá moment trong baûn hai phöông, chòu taûi troïng phaân boá ñeàu (döïa vaøo soá thöù töï oâ soá 6 vaø tæ soáù . . . . Toång noäi löïc trong baûn thaønh: Tieát M do nöôùc M do gioù M baûn thaønh Dieän KN.m KN.m KN.m Nhòp 2.38 0.21 2.59 Nhòp 1.054 0.095 1.149 Goái 5.73 0.46 6.19 Goái 3.14 0.2 3.34 Tính coát theùp ñöôïc toùm taét nhö baûng sau: Tieát Dieän M ho A γ Tính Fa Choïn theùp Choïn Fa (kN.m) (cm) (cm²) (cm²) Nhòp 2.59 8.5 0.033 0.984 1.191 Þ6a150 1.7 Nhòp 1.15 8.5 0.014 0.993 0.254 Þ6a150 1.7 Goái 6.19 8.5 0.078 0.961 2.914 Þ8a150 3.02 Goái 3.34 8.5 0.042 0.979 1.544 Þ8a150 3.02 Tính oâ baûn thaønh soá 2 coù kích thöôùc la ø1.6x2.2m. Noäi löïc trong baûn thaønh do aùp löïc nöôùc gaây ra: Tra heä soá moment trong baûn hai phöông, chòu taûi troïng tam giaùc (döïa vaøo soá thöù töï oâ soá 4 vaø tæ soáù Moment ôû nhòp: . . Moment ôû goái: . . Noäi löïc trong baûn thaønh do gioù gaây ra: Tra heä soá moment trong baûn hai phöông, chòu taûi troïng phaân boá ñeàu (döïa vaøo soá thöù töï oâ soá 7 vaø tæ soáù . . . . Toång noäi löïc trong baûn thaønh: Tieát M do nöôùc M do gioù M baûn thaønh Dieän KN.m KN.m KN.m Nhòp 1.08 0.074 1.154 Nhòp 0.585 0.034 0.619 Goái 2.76 0.17 2.93 Goái 1.71 0.068 1.778 Tính coát theùp trong baûn thaønh 2: Tieát Dieän M ho A γ Tính Fa Choïn Theùp Choïn Fa (kN.m) (cm) (cm²) (cm²) Nhòp 1.15 8.5 0.014 0.993 0.52 Þ6a150 1.7 Nhòp 0.62 8.5 0.008 0.996 0.28 Þ6a150 1.7 Goái 2.93 8.5 0.037 0.982 1.35 Þ6a150 1.7 Goái 1.78 8.5 0.015 0.993 0.538 Þ6a150 1.7 3.4 Baûn Ñaùy: Choïn chieàu daøy baûn ñaùy hbñ=120mm, kích thöôùc oâ baûn (1.6x3.3m) Taûi troïng taùc duïng vaøo baûn ñaùy: STT TP CAÁU TAÏO  (cm)  (kN/m3) n gtt(kN/m2) 1 lôùp gaïch men 1 20 1.2 0.24 2 lôùp vöõa laùng 2 18 1.2 0.432 3 baûn BTCT 12 25 1.1 3.30 4 Lôùp vöõa traùt 1.5 18 1.2 0.324 toång coäng tænh taûi 4.296 Hoaït taûi nöôùc: P=. Toång taûi troïng: P=g+p=4.296+24.2=28.5(kN/m2) ta coù .vaäy baûn laøm vieäc 1 phöông. Caét theo phöông caïnh ngaén 1 daûi coù beà roäng laø 1m, xem baûn nhö 1 daàm ngaøm 2 ñaàu vì hs<hd/3. Giaù trò moment: ôûû goái: (KN/m) ôû nhòp: (KN/m) Tính coát theùp baûn ñaùy LIEÂN KEÁT M A γ Fa choïn theùp % KN.m cm2 nhòp 3.04 0.028 0.986 1.186 Þ6a150 (1.7) 0.12 goái 6.08 0.055 0.972 2.405 Þ8a150 (3.02) 0.24 Kieåm tra nöùt ôû baûn ñaùy: theo tieâu chuaån thieát keá TCXDVN 356-2005. Caáu kieän thuoäc caáp choáng nöùt caáp 3,ñieàu kieän laøm vieäc cuûa keát caáu ôûø ngoaøi trôøi Kieåm tra nöùt theo ñieàu kieän: Beà roäng khe nöùt cuûa caáu kieän chòu uoán, keùo trung taâm, chòu keùo vaø neùn leäch taâm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau: ñoái vôùi caáu kieän chòu uoán ; ñoái vôùi beâ toâng naëng. ñoái vôùi theùp troøn trôn. Es=2.1x106 (Kg/cm2) ÖÙng suaát trong caùc thanh coát theùp lôùp ngoaøi cuøng. Z = caùnh tay ñoøn noäi löïc (Khoaûng caùch töø coát theùp As ñeán troïng taâm vuøng beâ toâng neùn sau khi ñaõ qui ñoåi). Caáu kieän chòu uoán laáy Z =ho. d: ñöôøng kính coát theùp chòu löïc. baûn kieåm tra nöùt ôû baûn ñaùy: ho Fa Z 100* d acrc (kN.m) cm cm2 mm mm 3.04 10 1.7 10 17.88 0.12 6.00 0.07 6.08 10 3.02 10 20.13 0.24 8.00 0.09 Ta thaáy acrc < acrc1 neân ñaùy hoà thoûa maõn ñieàu kieän veà khe nöùt . 3.5 Tính daàm ñaùy: (DÑ) Choïn kích thöôùc caùc daàm ñaùy: h=;. Daàm DÑ1,DÑ2,:200x250mm; Daàm DÑ3:200x400mm; Tính daàm ñaùy DÑ3: Troïng löôïng baûn thaân daàm: Do baûn ñaùy: (kN/m) Do Troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn thaønh: STT TP CAÁU TAÏO  (cm)  (kN/m3) n gtt(kN/m2) 1 lôùp gaïch men 1 20 1.2 0.24 2 lôùp vöõa laùng 2 18 1.2 0.432 3 baûn BTCT 10 25 1.1 2.75 4 Lôùp vöõa traùt 1.5 18 1.2 0.324 Toång Coäng Tænh Taûi 3.746 Toång taûi troïng: Sô ñoà tính: (KN.m) (KN.m) KN. Tính coát theùp: Tieát Dieän M h0 A γ Tính Fa Choïn theùp Choïn Fa (kN.m) (cm) (cm²) (cm²) Goái 38.23 37 0.127 0.937 4.24 2Þ18 5.09 Nhòp 21.41 37 0.071 0.964 2.31 2Þ14 3.08 Tính coát ñai: Kieåm tra caùc ñieàu kieän haïn cheá : K1´Rk´b´ho = 0.6´8.8´20x37= 3907 KG Ko´Rn´b´ho = 0.35´110´20´37= 28490 KG K1´Rk´b´ho < Q = 5793 (KG) < Ko´Rn´b´ho : neân caàn phaûi tính coát ñai Löïc coát ñai phaûi chòu : qñ = = 17.41 (KG/cm) Choïn ñai f6 vôùi fñ = 0.283 cm2, ñai 2 nhaùnh: n = 2; Rañ = 2000 (KG/cm2) Khoaûng caùch tính toaùn: Ut = = 65 cm. Khoaûng caùch toái ña giöõa hai coát ñai : Umax = cm Khoaûng caùch caáu taïo cuûa coát ñai : Vôùi h = 40cm, Uct Choïn U = Uct = 25cm Tính laïi : qñ = = 75.47 (KG/cm) Khaû naêng chòu löïc coát ñai vaø beâ toâng: Qñb = =12061 (KG) Q = 5793 (KG) < Qñb Nhö vaäy, coát ñai vaø beâ toâng ñuû khaû naêng chòu löïc caét, khoâng tính coát xieân. Ôû khu vöïc gaàn goái töïa:,hai nhaùnh s=100mm. Ôû khu vöïc giöõa daàm:,hai nhaùnh s=200mm. Tính daàm ñaùy DÑ1,2: Troïng löôïng baûn thaân daàm: Do Troïng löôïng baûn thaân caùc lôùp caáu taïo baûn thaønh:nhö treân gbt=3.7469kN/m2 Toång taûi troïng: Sô ñoà tính: Tính coát theùp: tieát dieän M h0 A γ  Tính Fa Choïn theùp Choïn Fa (kN.m) (cm) (cm²) (cm²) nhòp 1.34 22 0.003 0.999 0.235 212 2.26 3.6 Tính coät Tính coät giöõa (tính gaàn ñuùng:xem coät chòu neùn ñuùng taâm,boû qua moment do taûi troïng gioù). Choïn tieát dieän cuûa coät (200x200), boá trí 416 cm2 Löïc neùn leân coät: Daàm DN3 DÑ3 Löïc neùn(kN) 20.522 115.85 Do troïng löôïng baûn thaân coät: Toång N=20.522+115.85+3.08=139.452(kN) Kieåm tra khaû naêng chòu löïc cuûa coät: [N] = bxhxRnxRaxFa [N] = 0.2x0.2x110x2600x8.04=91977 daN=919.77 kN>N=139.452 (thoûa)