Tổn quan tính toán thiết kế cầu thang trục D-6

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG TRỤC D-6 PHƯƠNG ÁN 1: THIẾT KẾ CẦU THANG DẠNG BẢN KHÔNG CÓ LIMON Thiết kế cầu thang 2 vế dạng bản, không có limon đúc bằng BTCT, bậc xây gạch Cầu thang tính từ lầu 1 đến lầu 8, có cao độ từ +4.500 (m) đến +32.500 (m) Chiều cao mỗi tầng 3.500 (m) I/ SƠ ĐỒ HÌNH HỌC II/ XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG Lựa chọn sơ bộ các kích thước cầu thang Cầu thang dạng bản, Cắt ra 1m bản để tính Xét tỷ số ,thì liên kết bản thang và bản chiếu nghỉ la liên kết khớp -Sơ bộ chọn tiết diện: hd = ( ) x290 Chọn hd = 25cm Chọn bd = 20cm Chọn chiều dày bản thang và bản chiếu nghỉ là 12 cm. Theo công thức qui định kích thước bậc: 2hb + lb = (60 – 65)cm Từ đó chọn lb = 28 cm; hb = 16 cm Đối với bản nghiên Tải trọng bao gồm tĩnh tải và hoạt tải Tĩnh tải Trọng lượng và kích thước các lớp cấu tạo bản thang Chiều dày bậc gạch qui đổi: STT Các lớp cấu tạo g d gbtc Hệ số độ tin cậy n gbtt (kG/m3) (cm) (kG/m2) (kG/m2) 1 Đá mài 2000 2 40 1.1 44 2 Lớp vữa lót 1800 3 54 1.3 70.2 3 Bậc xây gạch 1800 7.1 127.8 1.2 153.36 4 Bản BTCT 2500 12 300 1.1 330 5 Vữa đáy 1800 1.5 27 1.3 35.1 Tổng cộng: 632.66 Hoạt tải Pđ = 1.2 x 300 = 360 (kG/m2) Chuyển hoạt tải đứng về tải nghiêng (kG/m2) Tổng tải tính toán q = g + p = 632.66 + 312 = 944.66 (kG/m2) Đối với bản chiếu nghỉ Tĩnh tải Trọng lượng các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ Trọng lượng và kích thước các lớp cấu tạo bản chiếu nghỉ STT Các lớp cấu tạo g d gStc Hệ số độ tin cậy n gStt (kG/m3) (cm) (kG/m2) (kG/m2) 1 Đá mài 2000 2 40 1.1 44 2 Lớp vữa lót 1800 3 54 1.3 70.2 3 Bản BTCT 2500 12 300 1.1 330 4 Vữa đáy 1800 1.5 27 1.3 35.1 Tổng cộng: 479.3 Hoạt tải P = 1.2 x 300 = 360 (kG/m2) Tổng tải tính toán q = g + p = 479.3 + 360 = 839.3 (kG/m2) III/ TÍNH TOÁN CÁC BỘ PHẬN CẦU THANG Bản thang Sơ đồ tính Bản thang được đúc toàn khối với dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ do đó sơ đồ tính là một dầm gãy khúc có 2 đầu tựa đơn lên dầm như hình vẽ, cắt dãy bản rộng b=1m theo phương chịu lực để xác định nội lực. Biểu đồ MOMEN Phản lực gối tựa Tính toán cốt thép Tính bản thang như cấu kiện chịu uốn Các đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán: Bêtông M300 có Rn = 130 kG/cm2; Rk = 10kG/cm2; Cốt thép CI có Ra = 2000 kG/cm2; Ra’ = 2000 kG/cm2. Cắt 1m bề rộng dọc theo bản thang để tính b = 100 cm bề rộng tính toán; a = 1.5 cm khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép bêtông; chiều cao có ích của tiết diện. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Kết quả tính toán cốt thép trình bày trong bảng sau: Ô sàn Giá trị mômen (kG.m) b (m) ho (m) A g Fatt (cm2) Thép chọn m (%) f (mm) a (mm) Fachọn (cm2) V1 2080 1 0.105 0.1451 0.921 10.752 10 70 11.2 1.06667 Tại gối: Bố trí thêm một hàm lượng cốt thép cấu tạo ở hai đầu gối cố định Hàm lượng cốt thép này như sau: Fag = 40%x Fachọn = 0.4 x 11.2= 4.48 cm2 Chọn f10a170 (Fag= 4.6 cm2) Cốt thép phân bố theo phương ngang: f8 a= 200mm Các dầm thang A) Dầm DT1 -Sơ bộ chọn tiết diện: hd = ( ) x290 Chọn hd = 25cm Chọn bd = 20cm -Trọng lượng bản thân dầm: g = 0,2x0,25x2500x1,1 =137.5 (kG/m) -Phản lực chiếu nghỉ tác dụng xuống dầm: qtđ= ==1222.4 (kG/m) -Trọng lượng tường tác dụng xuống dầm DT1: qt = hxgx1.2 =1.6x180x1.2 = 345.6 (kG/m) Þ Tổng tải trọng: q = 137.5 +1222.4+345.6 =1705.5 (kG/m) Biểu đồ momen và lực cắt của dầm chiếu nghỉ B) Tính toán cốt thép Các đặc trưng vật liệu sử dụng tính toán: Bêtông M250 có: Rn = 130 kG/cm2 Rk = 10 kG/cm2 Cốt thép CII có: Ra = 2600 kG/cm2 Ra’= 2600 kG/cm2 Cốt dọc Giả thiết a = 2 cm à ho = 25– 2 = 23 cm. Bố trí thép 2f14 (Fa = 3.08 cm2) cho mép dưới dầm và mép trên dầm. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Cốt đai Ta có Qmax = 2473 kG koRnbho = 0.35x130x20x23 = 20930 kG k1Rkbho = 0.6x10x20x23 = 2760 kG bêtông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính cốt đai Bố trí cốt đai theo cấu tạo. Do hd < 45cm nên bố trí f6a150 trong khoảng ¼ nhịp dầm gần gối tựa và f6a250 giữa nhịp.