tính toán cầu thang
N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG CHƯƠNG 6. Tính toán cầu thang 6.1.Số liệu tính toán. Hình 6.1: Mặt bằng thang tầng điển hình: + Bêtông cầu thang mác 200 có R n = 90kG/cm2 , R k =7,5 kG/cm2 + Thép AI có Ra= Ra =2300 kG/cm2.Thép gai AII có Ra= Ra =2800 kG/cm2 + Tĩnh tải cầu thang: + Sơ bộ chọn bề dày bản thang 10 cm, dựa vào chiều cao tầng H=3,3 m ta chọn chiều cao bậc thang là h=150 mm,chiều rộng bậc thang b =300. + Diện tích dọc 1 bậc thang : S = 0,15.0,3.0,5 = 0,0225 m 2 + Chiều dày qui đổi của bậc gạch: h=0,15/2=0,075 m. Bảng 6.1. Tĩnh tải cầu thang. Các lớp vật liệu : hi Hệ số Gía trị t/c Gía trị t/t (t/m3) (m) độ tin cậy (t/m2) (t/m2) Vữa trát trần 1.8 0.02 1.3 0.036 0.047 Sàn BTCT 2.5 0.1 1.1 0.25 0.275 Lớp gạch xây bậc 1.8 0.075 1.1 0.135 0.1485 Lớp vữa lát nền 1.8 0.04 1.3 0.072 0.094 Lớp gạch lát 2 0.03 1.1 0.06 0.066 + Tổng tải trọng thờng xuyên 0.553 0.631 Bảng 6.2. Tĩnh tải chiếu nghỉ. Các lớp vật liệu : hi Hệ số Gía trị Gía trị SVTH: HONG MNH CNG LP: XDD47-H2 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI PARKSON HÙNG VƯƠNG t/c t/t (t/m3) (m) ®é tin cËy (t/m2) (t/m2) V÷a tr¸t trÇn 1.8 0.02 1.3 0.036 0.047 Sµn BTCT 2.5 0.1 1.1 0.25 0.275 Líp v÷a l¸t nỊn 1.8 0.04 1.3 0.072 0.094 Líp g¹ch l¸t 2 0.03 1.1 0.06 0.066 + Tỉng t¶i träng thêng xuyªn 0.418 0.482 B¶ng 6.3.Ho¹t t¶i sµn cÇu thang Lo¹i ho¹t t¶i : Gi¸ trÞ t/c HƯ sè GÝa trÞ t/t (t/m2) ®é tin cËy (t/m2) Ho¹t t¶i dµi h¹n 0.1 1.2 0.12 Ho¹t t¶i ng¾n h¹n 0.2 1.2 0.24 + Tỉng ho¹t t¶i: 0.3 1.2 0.36 6.2. Tính tốn bản thang: Thang thuộc loại thang 2 vế, khơng có cốn thang, gồm 2 thang đối xứng nhau. Sơ đồ tính tốn bản thang: Cắt dải bản rộng 1m, tính coi như dầm đơn giản, hai đầu ngàm, chịu tải trọng phân bố đều theo chiều dài bản. Sơ đồ tính ở dạng dầm cong siêu tĩnh, gồm 2 bản sàn nằm ngang và 1 bản thang chéo nên q trình tính tốn được tiến hành bằng phần mềm SAP 2000 Bản thang chọn sơ bộ dày 100 cho cả bản chéo và bản nằm ngang Theo cấu tạo kiến trúc, các bậc thang được xây gạch, kích thước 150 x 300. Bản thang chéo dài 3,3 m ,bản ngang dài 3,3 m. - Bản sàn nằm ngang : q 1 = 482 + 360 = 842 (kG/m) - Bản thang chéo: q 2 = 631 + 360 = 991 (kG/m) 6.2.1.Xác định nội lực: - Việc lấp sơ đồ tính chính xác cho dầm cong phụ thuộc vào khả năng của dầm ngăn cản xoay của bản. Thực tế, tại vị trí bản thang liên kết với dầm, dầm có khả năng ngăn cản một phần sự xoay của bản thang và tại đó ta phải bố trí cốt thép chịu mơmen âm. Để việc tính tốn thép được an tồn, ta lập hai sơ đồ tính cho dầm cong. SVTH: HỒNG MẠNH CƯỜNG – LỚP: XDD47-ĐH2 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI PARKSON HÙNG VƯƠNG + Sơ đồ 1: dầm đơn giản hai đầu khớp sẽ cho giá trị mơmen dương lớn nhất, ta dùng mơmen này để tính thép dương của bản thang. + Sơ đồ 2: dầm đơn giản hai đầu ngàm sẽ cho giá trị mơmen âm lớn nhất tại gối tựa, ta dùng mơmen này để tính thép âm cho bản thang. - Việc tính tốn và bố trí thép trong phạm vi hai cận mơmen âm và dương lớn nhất sẽ đảm bảo q trình tính an tồn. Sử dụng phần mềm tính SAP 2000 cho ta kết quả tính tốn nội lực mơmen uốn trong dầm như sau. - Sơ đồ tính dầm hai đầu khớp : M max = 1,12 Tm - Sơ đồ tính dầm hai đầu ngàm : M min = -1,3 Tm SVTH: HỒNG MẠNH CƯỜNG – LỚP: XDD47-ĐH2 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI PARKSON HÙNG VƯƠNG Hình 6.2.Sơ đồ tính hai đầu khớp SVTH: HOÀNG MẠNH CƯỜNG – LỚP: XDD47-ĐH2 73 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG Hỡnh 6.3.S tớnh hai u ngm 6.2.2. Thit k ct thộp: Tớnh thộp chu mụmen dng : - Mụmen tớnh toỏn : M = 1,12 Tm - Kớch thc tit din : b = 100 cm, h = 10 cm - Chn a = 1,5 cm ( h o = 10 1,5 = 8,5 cm) - Tớnh h s: 5 2 2 0 1,12.10 0,172 . . 90.100.8,5 n M A R b h = = = < A o = 0,412 - Ct thộp yờu cu: => Tớnh = [ ] A2115.0 + = 0,5 1 1 2.0,172 + = 0,905. Tớnh: . . a a o M F R h = = 5 1,12.10 5,2 2800.0,905.8,5 = (cm 2 ). min 5,2 .100 .100 0,6% 100.8,5 a o F bh à à = = = > Chn ct thộp 710 a140 cú F a = 5,5 (cm 2 ). - Ct thộp ngang cu to chn khụng ớt hn 20% lng thộp chu lc. Ta dựng 8, a200 cú hm lng 0,23%. m bo yờu cu cu to. Tớnh thộp chu mụmen õm: SVTH: HONG MNH CNG LP: XDD47-H2 74 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG - Mụmen tớnh toỏn: M = 1,3 Tm - Kớch thc tit din : b = 100 cm, h = 10 cm - Chn a = 1,5 cm ( h o = 10 1,5 = 8,5 cm ) - Tớnh h s: 5 2 2 0 1,3.10 0,12 . . 90.100.8,5 n M A R b h = = = < Ao = 0,412 - Ct thộp yờu cu: => Tớnh = [ ] A2115.0 + = 0,5 1 1 2.0,2 + = 0,887 Tớnh: . . a a o M F R h = = 5 1,3.10 6,16 2800.0,887.8,5 = (cm 2 ). min 6,16 .100 .100 0,72% 100.8,5 a o F bh à à = = = > Chn ct thộp 810 a125 cú F a = 6,28 (cm 2 ). - Ct thộp ngang cu to chn khụng ớt hn 20% lng thộp chu lc. Ta dựng 6, a200 cú hm lng 0,23%. m bo yờu cu cu to. 6.3. Tớnh toỏn dm thang: 6.3.1.Thụng s tớnh toỏn: - Tit din dm chn s b: b x h = 200 x300 - Nhp dm l: L = 3000 - S tớnh: Dm n gin, hai u liờn kt ngm. Xỏc nh ti trng: - Trng lng bn thõn dm: g = 0,2.0,3.2,5.1,1 = 165 (kG/m) - Ti trng do bn thang truyn vo chớnh l phn lc ng ti gi ta khi ta xột s tớnh bn thang l dm cong trờn. p = 180 (kG/m) - Tng ti trng tớnh toỏn tỏc dng lờn dm l : SVTH: HONG MNH CNG LP: XDD47-H2 75 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG q = 165 + 180 = 345 (kG/m) 6.3.2.Xỏc nh ni lc: - Vi s tớnh dm n gin, hai u ngm, giỏ tr mụmen õm v dng ln nht t c: + M max = 1/8.q.L 2 = 0,39 (Tm), ti gia nhp. + M min = -1/12.q.L 2 = 0,26 (Tm), ti gi ta. Thit k thộp Tớnh thộp chu mụmen õm: - Mụmen tớnh toỏn: M = 0,26 Tm - Gi thit: a = 3 cm (h o = 30 3 = 27 cm) - Tớnh h s: 5 2 2 0 0,26.10 0,02 . . 90.20.27 n M A R b h = = = < A o = 0,412 - Ct thộp yờu cu: => Tớnh = [ ] A2115.0 + = 0,5 1 1 2.0,02 + = 0,99 Tớnh: . . a a o M F R h = = 5 0,26.10 0,294 2800.0,99.27 = (cm 2 ). min 0,294 .100 .100 0,054% 20.27 a o F bh à à = = = < Chn F a = min à bh o =0,1%.20.27=0,54(cm 2 ). Chn ct thộp 212 cú F a = 2,26 (cm 2 ). Tớnh thộp chu mụmen dng: - Mụmen tớnh toỏn: M = 0,39 Tm - Tớnh h s 5 2 0,397.10 0,03 . . 90.20.27 n o M A R b h = = = < A o = 0,412 - Ct thộp yờu cu: => Tớnh = [ ] A2115.0 + = 0,5 1 1 2.0,03 + = 0,98 SVTH: HONG MNH CNG LP: XDD47-H2 76 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG Tính: . . a a o M F R h = = 5 0,39.10 0,53 2800.0,98.27 = (cm 2 ). min 0,53 .100 .100 0,098% 20.27 a o F bh à à = = = < Chn F a = min à bh o =0,1%.20.27=0,54(cm 2 ). Chn ct thộp 212 cú F a = 2,26 (cm 2 ). - Ct ai cho dm dựng thộp 6, a150 cho dm 6.4. Tớnh dm thang bờn. Thụng s tớnh toỏn: - Tit din dm chn s b: b x h = 200 x300 - S tớnh: Dm n gin, hai u liờn kt ngm. Xỏc nh ti trng: - Trng lng bn thõn dm: g = 0,2.0,3.2,5.1,1 = 165 (kG/m) - Ti trng do bn thang truyn vo coi nh hai bn thang truyn vo gm bn chộo v bn ngang. Bn chộo coi nh bn loi dm lm vic theo hai phng,bn chiu ngh lm viờc theo 4 phng. Ti trng bn thang truyn vo dm thang l. Do bn chộo truyn vo: p 1 = 595 (kG/m). Do bn chiu ngh truyn vo: p 2 =403 (kG/m). Xỏc nh ni lc: - Vi s tớnh dm n gin, hai u ngm, giỏ tr mụmen õm v dng ln nht t c: S dng phm mm sap 2000 tớnh ni lc. SVTH: HONG MNH CNG LP: XDD47-H2 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI PARKSON HÙNG VƯƠNG Hinh 6.4. Sơ đồ tính dầm thang bên. + M max = 0,55 (Tm), tại giữa nhịp. + M min = 1,16 (Tm), tại gối tựa. Thiết kế thép Tính thép chịu mômen âm: SVTH: HOÀNG MẠNH CƯỜNG – LỚP: XDD47-ĐH2 78 N TT NGHIP TRUNG TM THNG MI PARKSON HNG VNG - Mụmen tớnh toỏn: M = 1,16 Tm - Gi thit: a = 3 cm (h o = 30 3 = 27 cm) - Tớnh h s: 5 2 2 0 1,16.10 0,09 . . 90.20.27 n M A R b h = = = < A o = 0,412 - Ct thộp yờu cu: => Tớnh = [ ] A2115.0 + = 0,5 1 1 2.0,09 + = 0,953 Tớnh: . . a a o M F R h = = 5 1,16.10 1,61 2800.0,953.27 = (cm 2 ). min 1,61 .100 .100 0,3% 20.27 a o F bh à à = = = > Chn ct thộp 214 cú F a = 3,08 (cm 2 ). Tớnh thộp chu mụmen dng: - Mụmen tớnh toỏn: M = 0,55 Tm - Tớnh h s 5 2 0,55.10 0,042 . . 90.20.27 n o M A R b h = = = < A o = 0,412 - Ct thộp yờu cu: => Tớnh = [ ] A2115.0 + = 0,5 1 1 2.0,042 + = 0,979 Tớnh: . . a a o M F R h = = 5 0,55.10 0,74 2800.0,979.27 = (cm 2 ). min 0,74 .100 .100 0,13% 20.27 a o F bh à à = = = > Chn ct thộp 212 cú F a = 2,26 (cm 2 ). - Ct ai cho dm dựng thộp 6, a150 cho dm SVTH: HONG MNH CNG LP: XDD47-H2 79 [...]...ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI PARKSON HÙNG VƯƠNG Hình 6.5: Mặt bằng bố trí thép cầu thang SVTH: HOÀNG MẠNH CƯỜNG – LỚP: XDD47-ĐH2 80 . MI PARKSON HNG VNG CHƯƠNG 6. Tính toán cầu thang 6.1.Số liệu tính toán. Hình 6.1: Mặt bằng thang tầng điển hình: + Bêtông cầu thang mác 200 có R n = 90kG/cm2. 1.2 0.36 6.2. Tính tốn bản thang: Thang thuộc loại thang 2 vế, khơng có cốn thang, gồm 2 thang đối xứng nhau. Sơ đồ tính tốn bản thang: Cắt dải