Xây dựng cầu thang

CHƯƠNG II : CẦU THANG TÍNH CẦU THANG: Cấu tạo cầu thang: Cầu thang 2 vế có cấu tạo như hình vẽ. Chiều cao sàn tầng trệt là 4m. Chiều cao sàn tầng điển hình là 3.4m. Chọn bề dày bản thang hb=12cm. MẶT BẰNG CẦU THANG TẦNG TRỆT VÀ TẦNG LẦU Cấu tạo bảng thang gồm các phần như sau: -Lớp vữa trát dày 1.5 cm có dung trọng g = 1800 KG/m3. -Bản BTCT dày 12 cm có dung trọng g = 2500 KG/m3. -Các bậc thang là các được xây bằng gạch có g = 1400 KG/m3 gồm các loại: + Cầu thang tầng trệt có 12 bậc thang trong đó có: 4 bậc thang cao 160 mm rộng 300mm và 8 bậc thang cao 170 mm rộng 300mm + Cầu thang tầng điển hình có 12 bậc thang trong đó có 10 bậc thang cao 140 mm rộng 300mm và 2 bậc thang cao 150 mm rộng 300mm . -Trên các bậc thang là lớp vữa trát dày 1.5 cm g = 1800 KG/m3. -Trên cùng là lớp gạch Ceramic dày 1 cm g = 2000 KG/m3. 2. Tải Trọng: a. Tĩnh tải cầu thang. Cấu tạo sàn d ( cm ) g(Kg/m2) gtc (Kg/m2) n gtt ( Kg/m2 ) Lớp gạch ceramic 1 2000 20 1.1 22 Lớp vữa trát 2 1800 36 1.3 43.2 Lớp sàn BTCT 12 2500 300 1.1 330 Bậc thang : Trọng lượng một bậc thang + bậc thang 170x300 có khối lượng: 0.17x0.3x0.5x1.4x1400 = 55 KG + bậc thang 160x300 có khối lượng :0.16x0.3x0.5x1.4x1400 = 51.7 KG + bậc thang 150x300 có khối lượng : 0.15x0.3x0.5x1.4x1400 = 48.51 KG + bậc thang 140x300 có khối lượng :0.14x0.3x0.5x1.4x1400 = 45.3 KG Þ tải phân bố trên bảng thang theo chiều dài là: Bảng thang tầng trệt: g1 = = 179.67 KG/m Bảng thang tầng lầu: g1 = = 152.78KG/m Tay vịn : 30 kG/m *. Tải trọng tác dụng lên vế thang : + Đối với bản thang tầng trệt: g = + 30 + 179.67 = 661.8 KG/m + Đối với bản thang tầng lầu: g = +30 +152.78 = 619.83 KG/m *. Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ: g = 22+ 43.2 + 330 = 395.2 KG/m b. Hoạt tải cầu thang: ptc = 400 KG/m2. Khi đó tải tác dụng lên bản thang là: Tầng trệt : Ptt = = 768.74 KG/m Tầng lầu : Ptt = = 743.16 KG/m c. Tổng tải tác dụng : *. Tải tác dụng lên bảng thang. Tầng trệt : q = 661.8 + 768.74 = 1430.54 KG/m Tầng lầu : q = 619.83 + 743.16 = 1363 KG/m *. Tải tác dụng lên bảng chiếu nghĩ . q = (43.2 + 330 + 43.2 + 22) + 1.2x400x1.4 = 1110.4 KG/m 3. Sơ đồ tính và bố trí thép bản thang : Ta xem bản thang là một dầm đơn giản có hai gối tựa là dầm chiếu nghĩ và dầm sàn và kích thước b = 140 cm, h = 12 cm. Tính toán bản thang tầng trệt: -Sơ đồ tính: tải trọng tác dụng lên vế thang là q = 1430.54 KG/m tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghĩ là q = 1110.4 Kg/m -Tính toán nội lực bản thang: ta có: V2*5 = + 1430.54x3.6x(1.4+3.6/2) Þ V2 = 17568/5 = 3513.6 KG V1 = 1.4x1110.4 + 3.6x1430.54 –3513.6 = 3190.9 KG Þ moment tại diểm gãy khúc M1 = V1x 1.4 – 1110.4x1.42/2 = 3190.9x1.4 – 1110.4x1.42/2 = 3379.07 KGm Giá trị moment cực đại là tại vị trí có Q = M’ = 0 M = V2*x –1430.54*x2/2 Þ M’ =V2 –1430.54*x =0 Þ x = = 2.456 m Þ M2 = 3513.6x2.456 –1430.54x2.4562 /2 = 4315.4 KGm Nội lực trong hai vế thang lên và xuống là nhu nhau nên ta chỉ cần tính cho moat vế là đủ. Ta chỉ tính thép cho vế thang theo giá trị M2 = 4315.4 KGm vì M2 = 4315.4KGm > M1 = 3379.07 KGm -Tính thép và bố trí thép trong bản thang. +Chọn Bêtông làm cầu thang là max 300 có Rn = 130 KG/cm2 Rk = 10 KG/cm2 +Thép CII có cường độ Ra = 2600 KG/cm2 +Chọn a = 2 cm .Khi đó h0 = h-a = 12 – 2 = 10cm a = = 0.27 Fa = = 0.27*130*140*10/2600= 14 cm2 Chọn thép bố trí cho bản thang là f14a100 có Fa = 15.39 cm2. Hàm lượng cốt thép trong bản thang là: m = = 15.39/140*10 = 0.711% b. tính và bố trí thép cho bản thang tầng lầu điển hình. Sơ đồ tính Tải trông tác dụng lên vế thang q = 1363 KG/m Tải tác dụng lên bản chiếu nghĩ q = 1110.4 KG/m - Tính toán nội lực của bản thang: ta có: V2*5 = + 1363x3.6x(1.4+3.6/2) Þ V2 = 16790/5 = 3358 KG V1 = 1.4x1110.4 + 3.6x1363 –3358 = 3103.4 KG Þ moment tại diểm gãy khúc M1 = V1x 1.4 – 1110.4x1.42/2 = 3103.4x1.4 – 1110.4x1.42/2 = 3256.5 KGm Giá trị moment cực đại là tại vị trí có Q = M’ = 0 M = V2*x –1363*x2/2 Þ M’ =V2 –1363*x =0 Þ x = = 2.464 m Þ M2 = 3358x2.464 –1363x2.4642 /2 = 4136.52 KG Nội lực trong hai vế thang lên và xuống là nhu nhau nên ta chỉ cần tính cho moat vế là đủ. Ta chỉ tính thép cho vế thang theo giá trị M2 = 4136.52 KGm vì M2 = 4136.52KGm > M1 = 3256.5 KGm. -Tính thép và bố trí thép trong bản thang. +Chọn Bêtông làm cầu thang là max 300 có Rn = 130 KG/cm2 Rk = 10 KG/cm2 +Thép CII có cường độ Ra = 2600 KG/cm2 +chọn a = 2 cm khi đó h0 = h-a = 12 – 2 = 10cm A = = 4136*100/130*140*100= 0.327 a = 1- = 0.27 Fa = = 14.84 cm2 Chọn thép bố trí cho bản thang là f14a100 có Fa = 15.39 cm2. Hàm lượng cốt thép trong bản thang là: m = =15.39/140*10 = 0.711% 4. Tính Các Dầm Cầu Thang : Tính Dầm DT1:(dầm chiếu nghĩ) : Chọn dầm D1 có tiết diện 20 x30 cm. Trọng lượng bản thân của Áa g = 1.1 x2500x0.2x0.3 = 165 (kG/m). Phản lực bản thang truyền vào dầm chiếu nghĩ ta xem như lực phân bố đều trên toàn dầm. q = 2V1/3.3 + g = 2x = 2x3190.9/3.3 + 165 = 2099 KG/m Sơ đồ tính dầm chiếu nghĩ : Ta xem dầm chiếu nghĩ là dầm đơn giản có hai gối tựa là hai cột khung và nhịp tính toán là bước cột giữa hai cột chứa cầu thang. Giá trị nội lực trong dầm DT1: Giá trị Monment M giữa nhịp là: M= ql2/8 = 2099x3.32/8 = 2857.26 KGm Giá trị lực cắt lớn nhất trong dầm D1. Q = ql/2 = 2099x3.3/2 = 3463.35 KG Tính toán thép và bố trí thép cho dầm DT1 : Chọn - a = 5 (cm) suy ra h0 = 30 – 5 = 25 cm. - Thép CII có Ra = 2600 KG/cm2. - Bêtông mac 300 có Rn = 130 KG/cm2, Rk = 10 KG/cm2. *.Tính cốt dọc. Ta có : A ==2857.26*100/130*20*25*25= 0.254 a = = 0.2985 Fa = = 6.4 cm2 Chọn thép bố trí cho dầm là 2f16 + f20 có Fa = 7.14 cm2. Hàm lượng thép trong dầm D1 là m = = 1.428% *. Tính cốt đai : Chọn đai f8u = 15 cm , n = 2 Ta có : u = 15 cm , thỏa h/2 =30/2 = 15cm 15 cm cm Với đai này ta có: qđ =kG/m Qđbc = 2.8´ho>Q 3463.35 KG Þ Chọn u=15 cm thỏa khả năng chịu cắt tại đoạn l/4 gần gối tựa . Đoạn l/2 giữa nhịp ta chọn cốt cấu tạo u = 30 cm. Tính Dầm DT2(dầm chiếu tới) : Chọn tiết diện dầm là 20x30. Trọng lượng bản thân dầm là g = 1.1x0.2x0.3x2500 = 165 KG/m. Tải trọng từ vế thang truyền xuống dầm D2 là xem như phân bố đều do hai phản lực V2 truyền vào. q = 2V2/l + g = 2x3513.6/3.3 + 165 = 2294.45 KG/m Sơ đồ tính dầm DT2: Nội lực trong dầm DT2: lực cắt lớn nhất trong dầm. Q = ql/2 = 2294.45x3.3/2 = 3785.85 KG Moment lớn nhất tại giữa nhịp là M = ql2/8 = 2294.45x3.32/8 = 3123.32 KGm. Tính toán thép và bố trí thép cho dầm DT2 : Chọn: - a = 5 (cm) suy ra h0 = 30 – 5 = 25 cm. Thép CII có Ra = 2600 KG/cm2. Bêtông mac 300 có Rn = 130 KG/cm2, Rk = 10 KG/cm2. *. Tính cốt dọc. Ta có : A ==3123*100/130*20*25*25= 0.2776 a = = 0.3331 Fa = = 7.138 cm2 Chọn thép bố trí cho dầm là 2f16 + f20 có Fa = 7.14 cm2. Hàm lượng thép trong dầm D1 là m = = 1.428% *. Tính cốt đai : Chọn đai f8u = 15 cm , n = 2 Ta có : u = 15 cm , thỏa h/2 =30/2 = 15cm 15 cm cm Với đai này ta có qđ =kG/m Qđbc = 2.8´ho > Q = 3785.85 KG Þ Chọn u=15 cm thỏa khả năng chịu cắt tại đoạn l/4 gần gối tựa . Đoạn l/2 giữa nhịp ta chọn cốt cấu tạo u = 30 cm. Bản vẽ bố trí thép cầu thang ở bản vẽ kết cấu : 02/06