Theo sự làm việc của kết cấu cầu thang: - bản chịu lực theo phương dọc chiều dài thang - bản chịu lực theo phương ngang chiều rộng thang 3.. Cũng theo sự làm việc của kết cấu cầu thang:
Trang 1TÓM TẮT BÀI GIẢNG MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT 2
KẾT CẤU CẦU THANG BTCT
TS NGUYỄN HỮU ANH TUẤN
Thời lượng: 5 tiết
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM
Bề rộng bản thang: đảm bảo yêu cầu
đi lại, thoát hiểm; 1.1 ÷1.6 m, không nên nhỏ hơn 850 mm
Trang 2PHÂN LOẠI:
1 Theo hình dạng cầu thang
2 Theo sự làm việc của kết cấu cầu thang:
- bản chịu lực theo phương dọc chiều dài thang
- bản chịu lực theo phương ngang chiều rộng thang
3 Cũng theo sự làm việc của kết cấu cầu thang:
- không có dầm limon (cầu thang dạng bản chịu lực)
- có dầm limon
KHÁI NIỆM CHUNG – PHÂN LOẠI
KHÁI NIỆM CHUNG – PHÂN LOẠI
Trang 3KHÁI NIỆM CHUNG – PHÂN LOẠI
BẢN PHẲNG CHỊU LỰC THEO CHIỀU DỌC
Chú ý cấu tạo cốt thép tại các góc gãy
Trang 4q2
Một số sơ
đồ cầu thang 2 vế thường gặp
BẢN PHẲNG CHỊU LỰC THEO CHIỀU DỌC
BẢN PHẲNG CHỊU LỰC
Một số trường hợp bố trí gối đặc biệt
Trang 6BẢN PHẲNG CHỊU LỰC
Cầu thang 3 vế: thử đề xuất sơ đồ tính cho các trường hợp bố trí gối tựa cho cầu thang như hình vẽ?
(Free-standing staircase, pliers-shaped staircase, jackknife staircase)
Cầu thang làm việc như một cái ván nhún (ở bể bơi), bản chịu xoắn
CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
Trang 7MẶT BẰNG
SƠ ĐỒ TÍNH ĐƠN GIẢN (SAP2000)
CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
(1) Hoạt tải đặt
ở bản thang trên
và ½ chiếu nghỉ
(2) Hoạt tải đặt ở bản thang dưới và
½ chiếu nghỉ
Cần xét 3 trường hợp xếp hoạt tải:
CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
Trang 8CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
(3) Khi hoạt tải đặt ở cả 2 vế, thì tải trọng ở vế này sẽ gây xoắn ở vế kia
Cần bố trí cốt thép dọc 2 lớp (trên, dưới) Cốt ngang cũng bố trí 2 mặt, dưới dạng chữ U kép kín được nối chồng ở giữa chiều rộng bản
CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
Một số kết quả khảo sát các thông số ảnh hưởng đến nội lực cầu thang
có chiếu nghỉ đứng tự do (ví dụ, hoạt tải ≈ 4.8 kPa):
- (i) Chiều rộng vế thang: tăng chiều rộng từ 1.2m lên 3m thì moment xoắn dọc theo vế thang sẽ tăng 1400%, moment uốn tăng 450% Do đó, nên hạn chế bề rộng vế thang trong khoảng 1.2-1.8m
- (ii) Nhịp thang L: khi L tăng từ 2.4m lên 4.8m thì lực cắt tăng 230% và
moment uốn tăng 100-150%
- (iii) Chiều cao cầu thang: khi tăng từ 3m lên 4.8m thì lực cắt tăng 150%
và moment uốn tăng 50-100%
- (iv) Chiều dày bản thang: khi tăng từ 150mm lên 250mm thì lực cắt tăng 20% và moment uốn tăng 25%
Khuyến cáo cho thiết kế thực tế: vế thang rộng 1.2-1.8m, nhịp thang
dài 2.7-3.6m, chiều cao tầng 3.0-4.5m, bản thang dày 150-250mm
Trang 9CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
CẦU THANG CÓ CHIẾU NGHỈ TỰ DO
Trang 10BẢN RĂNG CƯA, CHỊU LỰC THEO CHIỀU DỌC
•Chiều dày bản ngang vàbản đứng thường lấy bằngnhau, vào khoảng 1/30-1/25 nhịp bản
•Có thể xem tải trọng phân
bố trên mỗi bậc thangđược tập trung ở bảnđứng Với giả thiết này thìmỗi bản ngang có momentuốn thay đổi và lực cắtkhông đổi; còn mỗi bảnđứng sẽ có momen khôngđổi và lực dọc (kéo hoặcnén) không đổi
•Cũng có thể đổi tải trọngtrên cầu thang ra dạngphân bố đều tương đương
RUN-RISER STAIRS
BẢN RĂNG CƯA, CHỊU LỰC THEO CHIỀU DỌC
Trang 11BẢN RĂNG CƯA, CHỊU LỰC THEO CHIỀU DỌC
BẢN RĂNG CƯA, CHỊU LỰC THEO CHIỀU DỌC
Trang 12BẢN RĂNG CƯA, CHỊU LỰC THEO CHIỀU NGANG
Ví dụ: bản thang dạng răng cưa được đỡ một bên hoặc cả hai bên, bởi
tường hoặc dầm chạy dọc theo chiều dài thang.Bản thang làm việc như sàn một phương, theo phương ngang Có thể thiết kế mỗi bậc (gồm bản đứng+ngang) như một dầm có tiết diện chữ Z
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Tổng quát, tại mỗi tiết diện có moment phương đứng, moment phương ngang, moment xoắn, lực dọc, lực cắt theo chiều dày bản, lực cắt ngang hướng tâm.
Cốt thép chủ chạy dọc theo bản thang, cốt thép ngang (hướng tâm) dạng kín chữ U được
Trang 13CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Trang 14CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Khảo sát các thông số ảnh hưởng đến nội lực cầu thang xoắn dạng bản (giảthiết hoạt tải bằng 4.8 kPa):
(i) Góc mở của cung tròn: khi góc mở tăng từ 2400lên 3600thì moment uốntheo phương đứng tăng khoảng 1200%
(ii) Chiều rộng vế thang: tăng từ 1.2m lên 2.4m thì moment xoắn tăng khoảng700%
(iii) Bán kính trong R i và ngoài R e : khi R e tăng từ 2.7m lên 3.6m, R itừ 0.9m
lên 1.8m, tỷ số R e /R ithay đổi trong khoảng 3-2 thì moment uốn theo phươngngang tăng khoảng 230%
(iv) Chiều dày bản thang: tăng từ 150mm lên 300mm thì moment uốnphương ngang tăng 70% và moment xoắn tăng 170%
(v) Chiều cao cầu thang (chiều cao tầng): tăng từ 2.7m lên 4.5m thì momentphương ngang tăng 70%, moment xoắn tăng 40%, trong khi các thành phầnnội lực khác thì giảm khoảng 80%
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Khuyến cáo cho thiết kế thực tế:
góc mở 1200-3200, vế thang rộng 1.8m, chiều cao tầng 3.0-4.5m, bản thang dày 150-250mm
Trang 151.2-CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Trang 16CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Trang 17CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Trang 18CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
CẦU THANG XOẮN DẠNG BẢN CHỊU LỰC
Trang 19BẢN THANG CÓ DẦM LIMON (CỐN THANG) HAI BÊN
Thử đề xuất sơ đồ tính cho bản, dầm của các cầu thang như hình vẽ?
3080 mm
1500 300
Trang 20BẢN THANG CÓ LIMON GIỮA (XƯƠNG CÁ)
Cầu thang xương cá với bản thang đúc sẵn,
có thể liên kết với dầm qua bu lông neo
BẢN CÔNG XON GỐI VÀO DẦM/TƯỜNG Ở MỘT BÊN
Từng bậc công-xon riêng lẻ (đúc sẵn)
Bản công-xon gối vào tường hoặc dầm Bản công xon có bậc bằng BTCT
