Tính toán xây dựng cầu thang bộ

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG BỘ 3.1. KIẾN TRÚC CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH Sơ bộ xác định chiều cao bậc hb và chiều dài bậc lb theo công thức sau: Chọn sơ bộ chiều dày bản thang =()L=(4250= (141.6121.4) mm Chọn hb = 14cm Chọn kích thước dầm thang h== = (425326.4) mm Chọn h = 350 mm b = 200 mm Sơ bộ xác định chiều cao bậc hb và chiều dài bậc lb theo công thức sau: 2hb + lb = (60÷62) cm Ta chọn hb = 18cm, suy ra lb = 26cm. Hình 3.1: Mặt bằng và mặt cắt cầu thang 3.2. TÍNH TOÁN BẢN THANG 3.2.1. Sơ đồ tính Hình 3.2: Sơ đồ tính bản thang 3.2.2. Tải trọng 3.2.2.1. Tĩnh tải Chiếu nghỉ, chiếu tới Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo công thức: gc = (kN/m2) trong đó: - khối lượng của lớp thứ i; - chiều dày của lớp thứ i; ni - hệ số độ tin cậy của lớp thứ i. Bảng 3.1: Xác định trọng lượng các lớp cấu tạo của bản chiếu nghỉ và chiếu tới STT Cấu tạo bản thang (m) (kN/m3) Hệ số độ tin cậy n gi (kN/m2) 1 Đá granit 0.010 20 1.1 0.220 2 Vữa xi măng 0.020 18 1.3 0.468 3 Bản BTCT 0.14 25 1.1 3.85 4 Vữa trát 0.015 18 1.3 0.351 gctt 4.889 b. Bản thang (phần bản nghiêng) Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo được xác định theo công thức: trong đó: - khối lượng của lớp thứ i; ni – hệ số độ tin cậy của lớp thứ i - góc nghiêng của bản thang. - bậc thang xây gạch có kích thước lb, hb, 3.2.2.2. Hoạt tải ptt = ptc.n (daN/m2) trong đó: ptc – tải trọng tiêu chuẩn lấy theo bảng 3 TCVN 2737:1995, đối với cầu thang chung cư lấy ptc = 300 (daN/m2); n – hệ số độ tin cậy; ptt = 300 x 1.2 = 360 (daN/m2). như vậy: Tải trọng toàn phần tác dụng lên bảng thang: qbttt = gbtt + ptt =524.9 +360 = 884.9 (daN/m2). Tải trọng toàn phần tác dụng lên chiếu tới: qcttt = gctt + ptt = 488.9+360 = 848.9 (daN/m2). 3.2.3. Nội lực Vế 1 Tính vế 1 Hình 3.3: Biểu đồ moment vế thang 1 Hình 3.4: Phản lực gối tựa vế thang 1 Tính cốt thép: Vật liệu Bê tong B30 Cốt thép CI Rb (Mpa) Rbt (Mpa) Eb (MPa) Rs (Mpa) Rsc (Mpa) Es (Mpa) 17 1.2 32.5x103 0.596 225 225 21x104 Từ M tính: Các bước tính toán cốt thép Kiểm tra hàm lượng cốt thép Với: b = 100 cm; chọn a = 2.5cm --> ho = 14 – 2.5 = 11.5 cm Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau: Tiết diện Giá trị moment(kNm) b (cm) ho (cm) Astt (cm2) Chọn thép µ% Nhận xét Þ (mm) a (mm) Aschọn (cm2) Gối trái 17.36 100 11.5 0.077 0.08 6.95 10 110 7.14 0.46 Thỏa Nhịp 14.57 100 11.5 0.064 0.067 5.82 10 130 6.04 0.46 Thỏa Hàm lượng cốt thép tính toán (m) trong dãi bản cần đảm bảo điều kiện: với Theo TCVN lấy mmin = 0.05%. Kiểm tra hàm lượng thép ở nhịp: Kiểm tra hàm lượng thép ở gối: Tính vế 2: kết quả tương tự vế 1 3.3. TÍNH TOÁN DẦM THANG Hai dầm có kích thước, sơ đồ tính, tải trọng giống nhau. Do đó ta chỉ cần tính toán cho một dầm và bố trí cốt thép cho cả hai dầm. 3.3.1. Sơ đồ tính Tính toán dầm chiếu tới a) Tải trọng Chọn sơ bộ tiết diện dầm: 20x35cm Trọng lượng bản thân dầm: Tải trọng do bản chiếu nghỉ và bản thang truyền vào chính bằng giá trị phản lực tại gối tựa của chiếu tới và của bản thang được quy về dạng phân bố đều. - Do bản chiếu tới: Tổng tải trọng phân bố lên dầm là: 192.5 + 488.9 + 1570.46= 2224.36 daN/m b) Sơ đồ tính Để tính toán đơn giản và thiên về an toàn, sơ đồ tính toán dầm chiếu nghỉ được xem là dầm đơn giản, liên kết khớp ở hai đầu. Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục của vách chịu lực. Hình 4.5: Momen dầm chiếu nghỉ c) Tính toán cốt thép dọc cho dầm chiếu nghỉ Tính cốt thép: Vật liệu Bê tông B30 Cốt thép CII Rb (Mpa) Rbt (Mpa) Eb (MPa) Rs (Mpa) Rsc (Mpa) Es (Mpa) 17 1.2 32.5x103 0.596 280 280 21x104 Từ Mmax tính: Các bước tính toán cốt thép Kiểm tra hàm lượng cốt thép Với: b = 20 cm; chọn a = 4cm --> ho = 35 – 4 = 31 cm Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau: Tiết diện Mômen M(daNm) As (tính)(cm2) As (chọn)(cm2) Nhịp 3806.43 0.16 0.18 5.75 316(6.03cm2) Bố trí thép 316 (Fa= 6.03cm2) cho mép dưới dầm và 216 (Fa= 4.02 cm2) mép trên dầm. Kiểm tra hàm lượng cốt thép 2.Tinh toán cốt đai Bước 1: Chọn số liệu đầu vào - Chọn cấp độ bền của bê tông: Rb, Rbt, Eb. Bê tông B30 Cốt thép CII Rb (Mpa) Rbt (Mpa) Eb (MPa) Rs (Mpa) Rsc (Mpa) Es (Mpa) 17 1.2 32.5x103 0.596 280 280 21x104 - Chọn loại cốt đai: Rsw, Es. -số liệu bê tông nặng: - Tra bảng 4.1[2] - Chọn a ho = h – a =350-40=310 (mm) - Đoạn dầm chịu mômen âm, cách trong vùng kéo: ; không kể đến lực dọc Cốt thép có diện tích 50.3mm A=2x50.3 =100.6mm -Tnh toán a. Kiểm tra khoảng cách s : (s= 100mm) Theo cấu tạo , với h=300 > 200 : s và 300 ). Đạt yêu ầu. Theo tính tính toán.Tính với Q=Q=41.15 (KN) 661mm Thỏa mãn s< s b Kiểm tra bê tông chịu nén ( ứng suất nén chính) ; Thỏa mãn điều kiện Q=41.15 < Q=270.9 (KN) Ghi chú: cốt thép bố trí trên bản vẽ KC - 02/08 có thể sai khác một chút ít so với tính toán để tiện lợi hơn khi thi công nhưng vẫn đảm bảo an toàn