luận văn cầu thang bộ trục 1-2-B-C
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH CHƯƠNG III CẦU THANG BỘ TRỤC 1-2-B-C I MẶT BẰNG CẦU THANG : 2100 500 C 2100 1600 +7.250 DCT B' 20 4700 18 3100 16 14 12 B 1800 22 11 +5.500 DCN 4700 II TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦU THANG : Chọn bề dày thang hb=12 (cm) 1) Sơ đồ tính : Cắt thang thành dãi có diện tích mặt cắt ngang 12×100 (cm) GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH a) Bản thang thứ : q1 A C q2 1750 VA α b) Baûn thang thứ hai : B B B 4700 1700 1700 3000 3000 4700 Mặt cắt thang thứ (1-1) B'V B B' B VB 1750 q2 q1 α A C VA Mặt cắt thang thứ (2-2) -Chiều dài chiếu nghỉ : l1=1.8 m -Chiều dài thang : l2=3.0 m -Chiều cao vế : h=1.75 m -α=30°15 → cosα =0.864 2) Tải trọng tính toán : Vật liệu tính toán: Bêtông M250 : Rn = 110 (Kg/cm2) ; Rk = 8.8 (Kg/cm2) Thép loại CI : Ra = 2300 (Kg/cm2) CII : Ra = 2700 (Kg/cm2) 175 300 GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG -Lớp đá mài δ=2 cm -Bậc gạch thẻ + vữa lót δ=7.8 Trang 24 cm -Bản BTCT δ=12 cm -Lớp vữa trát δ=1.5 cm SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH a) Tải tác dụng lên AC : *Tónh tải: STT Vật liệu Lớp đá mài tô Lớp vữa lót Bản BTCT Vữa trát Tổng cộng γ (KG/m3) 2000 1800 2500 1800 Chiều dày (m) 0.02 0.020 0.120 0.015 0.15 n 1.2 1.3 1.1 1.3 Tónh tải tính toán gtt (KG/m2) 48 46.8 330 35.1 460 * Hoạt tải : pt t = 1.2 × 400 = 480 (KG/m2) ⇒ Tổng tải tác dụng lên 1m bề rộng chiếu nghó : q1= pt t+g t t =940 (Kg/m) b) Tải tác dụng lên BC : * Tónh tải : - Trọng lượng thân bậc thang G b , qui chiều dày bậc phân bố 175 thang ½h= =87.5 mm STT Vật liệu Lớp đá mài tô Lớp vữa lót Bậc gạch thẻ Bản BTCT Vữa trát Lan can , tay vịn Tổng cộng Chiều dày (m) 0.02 0.020 0.0875 0.120 0.015 γ (KG/m3) 2000 1800 1800 2500 1800 n 1.2 1.3 1.1 1.1 1.3 Tónh tải tính toán gtt (KG/m2) 48 46.8 173.25 330 35.1 30 663 * Hoạt tải : ptt = 1.2 × 400 = 480 (KG/m2) ⇒ Tổng tải trọng tác dụng : Σ = 663+ 480 = 1143 (KG/m2) ⇒ Tải trọng phân bố 1m bề rộng thang : q = 1143 (KG/m) GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH Qui tải phương thẳng đứng: q q2 = cosα với cosα=0.864 → q2 = 1322 (KG/m) 3) Tính toán : (Dùng phần mềm SAP2000) a) Bản thang thứ : Kết xuất sau chạy phần mềm SAP2000 sau: SAP2000 v7.42 File: CT1 4/14/04 8:37:02 J O I N T JOINT Ton-m Units PAGE R E A C T I O N S LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3 TT 0.0000 0.0000 3.2014 0.0000 0.0000 0.0000 TT 0.0000 0.0000 3.7310 0.0000 0.0000 0.0000 SAP2000 v7.42 File: CT1 4/14/04 8:37:02 F R A M E FRAME Ton-m Units E L E M E N T LOAD PAGE F O R C E S TT P V2 V3 T M2 M3 0.00 4.5E-01 9.0E-01 1.35 1.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -3.20 -2.68 -2.17 -1.65 -1.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.32 2.42 3.27 3.90 0.00 5.701E-01 -9.772E-01 3.9E-01 2.978E-01 -5.106E-01 7.7E-01 2.562E-02 -4.391E-02 1.16 -2.466E-01 4.228E-01 1.54 -5.188E-01 8.894E-01 1.93 -7.911E-01 1.36 2.32 1=940 -1.06 1.82 q Kg/m 2.70 -1.34 2.29 3.09 -1.61 2.76 3.47 -1.88 3.22 1 LOC 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.90 4.19 4.29 4.22 3.97 3.53 2.92 2.13 1.15 0.00 TT q2=1322 Kg/m 1750 V1 α 1700 3000 V3 4700 B B' GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 26 Bản thang thứ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH b) Bản thang thứ hai : Kết xuất sau chạy phần mềm SAP2000 sau: SAP2000 v7.42 File: CT2 4/14/04 8:50:27 J O I N T JOINT Ton-m Units PAGE R E A C T I O N S LOAD F1 F2 F3 M1 M2 M3 TT 0.0000 0.0000 3.2014 0.0000 0.0000 0.0000 TT 0.0000 0.0000 3.7310 0.0000 0.0000 0.0000 SAP2000 v7.42 File: CT2 4/14/04 8:50:27 F R A M E E L E M E N T LOAD TT PAGE F O R C E S LOC P 0.00 4.5E-01 9.0E-01 1.35 1.80 B 0.00 0.00 0.00 0.00 1700 0.00 V2 -3.20 -2.68 -2.17 4700 -1.65 -1.13 V3 T M2 M3 0.00 0.00 0.00 0.00 3000 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.32 2.42 3.27 3.90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3.90 4.19 4.29 4.22 3.97 3.53 2.92 2.13 1.15 0.00 B' TT 0.00 3.9E-01 7.7E-01 1.16 1.54 1.93 2.32 2.70 3.09 3.47 5.701E-01 -9.772E-01 0.00 2.978E-01 -5.106E-01 2=13220.00 q Kg/m 2.562E-02 -4.391E-02 0.00 -2.466E-01 4.228E-01 0.00 -5.188E-01 8.894E-01 0.00 -7.911E-01 1.36 0.00 -1.06 1.82 0.00 -1.34 0.00 q1=940 Kg/m 2.29 -1.61 2.76 0.00 -1.88 3.22 α 0.00 V1 GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG 2 V3 1750 FRAME Ton-m Units SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH *Nhận xét : Giá trị nội lực tính cho hai trường hợp MAC = 3.90 T.m MBC = 4.29 T.m 3) Tính cốt thép : a) Cốt thép thang : Chọn bề dày lớp bảo vệ a =1.5 cm → ho=h - a=12-1.5=10.5 cm Lấy momen MBC để tính cốt thép nhịp cầu thang A= M BC Rn × b × h = 429000 = 0.354 110 × 100 × 10.5 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.354 ) = 0.770 Fa = M 429000 = = 19.64 (cm2) Ra × γ × ho 2700 × 0.770 ×10.5 Chọn thép ∅14a70 (Fa = 21.55 cm2) Fa 21.55 Hàm lượng coỏt theựp : % = b ì h = 100 × 10.5 = 2.05% b) Cốt thép chiếu nghỉ : MAC =2.56 T.m A= M AC Rn × b × h = 390000 = 0.322 110 × 100 × 10.5 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.322 ) = 0.799 Fa = M 390000 = = 17.22 (cm2) Ra × γ × ho 2700 × 0.799 ×10.5 GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH Chọn thép ∅14a70 (Fa = 21.55 cm2) Fa 21.55 Hàm lượng cốt thép : µ % = b × h = 100 × 10.5 = 2.05% * Cốt thép lấy Mômen = 30% MBC thang để tính toán M =30%×4.29=1.29 T.m A= M 129000 = = 0.106 Rn × b × h0 110 × 100 × 10.5 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.106 ) = 0.944 Fa = M 129000 = = 4.82 (cm2) Ra × γ × ho 2700 × 0.944 ×10.5 Chọn thép ∅10a160 (Fa = 4.91 cm2) Fa 100 × 4.91 Haứm lửụùng coỏt theựp : % = b ì h = 100 × 8.5 = 0.58% * Cốt thép ngang chọn theo cấu tạo ∅8a200 4) Tính dầm chiếu nghỉ : a) Xác định tải tác dụng lên dầm chiếu nghỉ : Chọn tiết diện dầm b×h=20×30 (cm) Trọng lượng thân dầm: γ×b×h×n =2500×0.2×0.30×1.1 = 165 Kg/m Phản lực thang ( nút số ) : V1 = 3.201T Ta qui tải mét dài : f =3201 Kg/m Trọng lượng tường 200 : γ×b×h×n =1800×0.2×1.75×1.1 = 693 Kg/m → Tổng tải : q=165+3201+693 = 4059 Kg/m b) Sơ đồ tính : q=4059 Kg/m 4700 Mg GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG Mnh Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ Trang 29 SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH c) Nội lực : Giá trị momen gối : q × l 4059 × 4.7 = = 7472 (Kg.m) 12 12 Mg = Giá trị momen nhịp : M nh = q ×l 4059 × 4.7 = = 3736 (Kg.m) 24 24 Giá trị lực cắt lớn (tại gối) : Qmax = q × l 4059 × 4.7 = = 9539 (Kg) 2 d) Tính thép : *Giữa nhịp : -Chọn bề dày lớp bảo vệ ao=3 (cm) → ho=h-ao=30-3=27 cm A= M nh 373600 = = 0.233 Rn × b × h0 110 × 20 × 27 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.233 ) = 0.865 M nh 373600 Fa = = = 5.92 (cm2) Ra × γ × ho 2700 × 0.865 × 27 -Chọn thép 3∅18 (Fa = 7.63 cm2) Fa 100 ì 7.63 -Haứm lửụùng coỏt theựp : % = b × h = 20 × 27 = 1.41% > µ = 0.05% *Tại gối : -Chọn bề dày lớp bảo vệ ao=3 (cm) → ho=h-ao=30-3=27 cm A= Mg Rn × b × h = 747200 = 0.466 110 × 20 × 27 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.466 ) = 0.631 Fa = Mg Ra × γ × ho = 747200 = 16.25 (cm2) 2700 × 0.631 × 27 -Chọn thép 2∅18 + 3∅22 (Fa = 16.49 cm2) Fa 16.49 -Hàm lượng cốt thép : µ % = b × h = 20 × 32 = 2.58% > µ = 0.05% *Tính toán cốt đai : -Kiểm tra điều kiện tính toán: Q ≤ 0.6.Rk.b.ho GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH ⇔ 9539 Kg > 0.6×8.8×20×27=2851 Kg -Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q ≤ k0.Rn.b.ho ⇔ 9539 Kg < 0.35×110×20×27=20790 Kg Ta đặt cốt đai theo cấu tạo : Uct =15 cm ≤ h 15 cm Tại gối : u =15 cm Tại nhịp: u =20 cm Lúc cần phải kiểm tra có cần đặt thêm cốt xiên hay không theo công thức sau : - Q ≤ Qđb=2.8×ho R k × b × q d ⇒ Không cần tính cốt xiên Với qđ= R ad × 0.8 × n × fd 2300 ×0.8 ×2 ×0.283 = = 69.4 (Kg/cm ) 15 u Rañ=2300 Kg/cm2 ; n=2 ; fñ=0.283 cm2 (∅6) Qđb=2.8×ho R k × b × q d =2.8×32× 8.8 ×20 ×69.4 = 9902 (Kg) >Q= 9539 (Kg) ⇒ Khoâng cần tính cốt xiên 4) Tính dầm cầu thang : a) Xác định tải tác dụng lên dầm cầu thang : Chọn tiết diện dầm b×h=20×30 (cm) Trọng lượng thân dầm: γ×b×h×n =2500×0.2×0.30×1.1 = 165 Kg/m Phản lực thang ( nút số ) : V3 = 3.731T Ta qui tải mét dài : f =3731 Kg/m → Tổng tải : q=165+3731= 3896 Kg/m b) Sơ đồ tính : q=3896 Kg/m 4700 Mg Mnh Sơ đồ tính dầm cầu thang c) Nội lực : GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH Giá trị momen gối : q × l 3896 × 4.7 = = 7172 (Kg.m) 12 12 Mg = Giá trị momen nhịp : M nh = q × l 3896 × 4.7 = = 3586 (Kg.m) 24 24 Giá trị lực cắt lớn (tại gối) : Qmax = q × l 3896 × 4.7 = = 9156 (Kg) 2 d) Tính thép : *Giữa nhịp : -Chọn bề dày lớp bảo vệ ao=3 (cm) → ho=h-ao=30-3=27 cm A= M nh 358600 = = 0.224 Rn × b × h0 110 × 20 × 27 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.224 ) = 0.872 M nh 358600 Fa = = = 5.64 (cm2) Ra × γ × ho 2700 × 0.872 × 27 -Chọn thép 3∅18 (Fa = 7.63 cm2) Fa 100 × 7.63 -Hàm lửụùng coỏt theựp : % = b ì h = 20 ì 27 = 1.41% > = 0.05% *Tại gối : -Chọn bề dày lớp bảo vệ ao=3 (cm) → ho=h-ao=30-3=27 cm A= Mg Rn × b × h = 717200 = 0.447 110 × 20 × 27 γ = 0.5 × (1 + − × A ) = 0.5 × (1 + − × 0.447 ) = 0.662 Fa = Mg Ra × γ × ho = 717200 = 14.85 (cm2) 2700 × 0.662 × 27 -Chọn thép 2∅18 + 3∅22 (Fa = 16.49 cm2) Fa 16.49 -Haøm lửụùng coỏt theựp : % = b ì h = 20 ì 32 = 2.58% > = 0.05% *Tính toán cốt đai : -Kiểm tra điều kiện tính toán: Q ≤ 0.6.Rk.b.ho ⇔ 9156 Kg > 0.6×8.8×20×27=2851 Kg -Kiểm tra điều kiện hạn chế: Q ≤ k0.Rn.b.ho ⇔ 9156 Kg < 0.35×110×20×27=20790 Kg GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG - KHOÁ 99 Đề tài : CHUNG CƯ ĐINH TIÊN HOÀNG - PHƯỜNG 3, Q.BÌNH THẠNH Ta đặt cốt đai theo cấu tạo : Uct =15 cm ≤ h vaø 15 cm Tại gối : u =15 cm Tại nhịp: u =20 cm Lúc cần phải kiểm tra có cần đặt thêm cốt xiên hay không theo công thức sau : - Q ≤ Qđb=2.8×ho R k × b × q d ⇒ Không cần tính cốt xiên Với qđ= R ad × 0.8 × n × fd 2300 ×0.8 ×2 ×0.283 = = 69.4 (Kg/cm ) 15 u Rañ=2300 Kg/cm2 ; n=2 ; fđ=0.283 cm2 (∅6) Qđb=2.8×ho R k × b × q d =2.8×32× 8.8 ×20 ×69.4 = 9902 (Kg) >Q= 9156 (Kg) ⇒ Không cần tính cốt xiên GVHD : NGUYỄN TRÍ DŨNG SVTH : TRƯƠNG HOÀNG VŨ Trang 33 ... xiên 4) Tính dầm cầu thang : a) Xác định tải tác dụng lên dầm cầu thang : Chọn tiết diện dầm b×h=20×30 (cm) Trọng lượng thân dầm: γ×b×h×n =2500×0.2×0.30×1.1 = 165 Kg/m Phản lực thang ( nút số... Q.BÌNH THẠNH a) Bản thang thứ : q1 A C q2 1750 VA α b) Baûn thang thứ hai : B B B 4700 1700 1700 3000 3000 4700 Mặt cắt thang thứ (1-1) B''V B B'' B VB 1750 q2 q1 α A C VA Mặt cắt thang thứ (2-2) -Chiều... = 4.29 T.m 3) Tính cốt thép : a) Cốt thép thang : Chọn bề dày lớp bảo vệ a =1.5 cm → ho=h - a=12-1.5=10.5 cm Lấy momen MBC để tính cốt thép nhịp cầu thang A= M BC Rn × b × h = 429000 = 0.354