5 CAU THANG (73 84)

Do đặc đặc điểm kết cấu công trình có bố trí lõi cứng ở vị trí trung tâm nên ta lợi dụng điều này bố trí cầu thang bộ bên trong.. Để đảm bảo độ dốc cầu thang không thay đổi, chọn chiều c

q qd

q

CHƯƠNG 5

THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

I. TỔNG QUAN

Công trình có hệ thống giao thông theo phương đứng gồm thang máy và các thang bộ, chủ yếu phục vụ cho các căn hộ

Có 4 thang máy và 2 thang bộ chính chủ yếu phục vụ giao thông Ngoài ra còn 2 thang máy siêu thị, 2 thang máy PCCC

Do đặc đặc điểm kết cấu công trình có bố trí lõi cứng ở vị trí trung tâm nên ta lợi dụng điều này bố trí cầu thang bộ bên trong

Đặc điểm cần lưu ý là công trình có các tầng có chiều cao thay đồi, dẫn đến chiều cao, chiều dài cầu thang cũng không giống nhau

Để đảm bảo độ dốc cầu thang không thay đổi, chọn chiều cao bậc thang không đổi ( bề rộng bậc cũng xem như không đổi ), khi đó số bậc thang ở các tầng sẽ không giống nhau, dẫn đến chiều dài vế thang trên mặt bằng cũng không giống nhau

Thiết kế cầu thang bộ trung tâm của công trình

Lực chọn cầu thang tầng điển hình có chiều cao tầng Ht = 3.3m để thiết kế

Loại cầu thang là chữ U 2 vế, có chiếu nghỉ ở cao độ giữa mỗi tầng

II. THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ

Thiết kế cầu thang theo những yêu cầu sau :

- Tính toán nội lực.

Thang bộ là hệ kết cấu gồm bản thang là bản BTCT toàn khối, các bậc thang là gạch xây, ngoài ra tùy cách bố trí mà có thêm hệ dầm – bản chiếu nghỉ và dầm – bản chiếu tới

Cầu thang bộ trong công trình được lựac chọn thiết kế với kết cấu có đặc điểm như sau :

– không có dầm chiếu nghỉ

CHIEÁU NGHÆ

5100

1 3 5 7 9

10 12 14 16 18

3900

9000

a. Kích thước trên mặt bằng – mặt đứng

Cầu thang có các kích thước chính như sau :

- Số vế thang : 2

b. Kích thước cấu kiện

Bậc thang bằng gạch xây và hoàn thiện bởi nhiều lớp cầu tạo Chọn chiều cao bậc

cần thiết ưu tiên chọn số bậc lẻ ( 4n+1 ) Từ đó tính ra độ dốc cầu thang

.

Bản làm việc như 1 bản loại dầm gãy khúc gồm bản thang nằm nghiêng và bản chiếu nghỉ

Dầm chiếu tới được đổ toàn khối với sàn tầng và có liên kết 2 đầu với vách nên cốt thép được neo vào vách ( vách đổ sau ) , có thể xem dầm liên kết 2 đầu ngàm với vách

→ Chọn dầm D2535.

a. Sơ đồ tính

Bản thang gồm vế trên và vế dưới

Vế dưới làm việc như 1 dầm có đầu dưới liên kết với dầm chiếu tới và đầu trên liên kết với vách cứng Về sơ đồ làm việc và nội lực, 2 vế làm việc như nhau, ta tính toán cho vế dưới và lấy tương tự cho vế trên

Ưu điểm của sơ đồ tính là vì không có dầm chiếu nghỉ nên không gây ra sự phân biệt làm việc chung hay riêng của bản thang và chiếu nghỉ Vì vậy chỉ cần tính toán cho

1 sơ đồ dầm gãy khúc Nhược điểm là chiều dày bản lớn vì nhịp làm việc lớn

năng cản trở chuyển vị xoay hạn chế cho bản nên sẽ phát sinh trạng thái làm việc bất lợi nhất là có Momen âm ở gối) Xem vị trí dầm là gối cố định không phát sinh Momen gối Thép trên tại gối sẽ bố trí cấu tạo

vách cũng không đảm bảo là liên kết ngàm, xem vị trí bản chiếu tới liện kết với vách cũng là gối cố định

b. Tải trọng

Tải trọng Lớp Chiều dày

� (m) � (kG/m3) Hệ số độ tin cậy n

Tải trọng tính toán (kG/m2)

Tĩnh tải

gi (kG/m2)

Gạch men 0.010 2200 1.1 24 Vữa lót 0.020 1800 1.3 47 Bản BTCT 0.140 2500 1.1 385 Vữa trát 0.020 1800 1.3 47

Tổng tĩnh tải : Gtt

cn = 503 Hoạt tải

Ptt

cn (kG/m2) 300 1.2 360

Tổng cộng : Qtt

cn = Gtt

cn + Ptt

cn 863 Chọn Qtt

cn = 900 (kG/m2)

Quy đổi chiều dày các lớp cấu tạo về phương vuông góc với phương nghiêng của bản thang ( tức quy đổi tải trọng các lớp thành tải trọng phân bố đều suốt chiều dải bản thang nằm nghiêng : 3.7m)

Tải trọng Lớp Chiều dày

� (m) � (kG/m3)

Hệ số độ tin cậy

n

Tải trọng tính toán (kG/m2) Tĩnh tải

gi (kG/m2) Gạch men 0.013 2200 1.1 32

Vữa lót 0.027 1800 1.3 63

Bậc thang gạch xây 0.134 1800 1.2 290 Bản BTCT 0.140 2500 1.1 385 Vữa trát 0.020 1800 1.3 47

Tổng tĩnh tải : Gtt

bt = 817 Hoạt tải

Ptt

bt (kG/m2) 300 1.2 360

Tổng cộng : Qtt

bt = Gtt

bt + Ptt

bt 1177 Chọn Qtt

bt = 1200 (kG/m2)

Qtt

bt là tổng tải trọng là tải phân bố đều trên 1m xiên thân thang

c. Nội lực

Cắt dải bản 100 (cm) tính toán Tiết diện bản dầm : 100*14 (cm)

Giải nội lực bằng phần mềm Sap2000

Đoạn dầm nghiêng : L = 10*300 + 125 = 3125 (mm)

Đoạn chiếu nghỉ : L = 1975 (mm)

Sơ đồ tính

Nội lực

Biến dạng

Vì bản thang và chiếu nghỉ cùng làm việc như 1 dầm nên lấy 1 giá trị Momen

Momen gối tính thép trên tại gối Lấy Momen vị trí gãy khúc để bố trí thép trên cho vị trí gãy khúc và chiếu nghỉ

Bảng giá trị Momen :

Vị trí Gối Nhịp Gãy khúc

Mmax (T*m) - 1.12

-Mmin (T*m) -0.50 - -1.15

d. Cốt thép bản thang

- Thép AIII (∅ 12 ↑) : Rs = Rsc = 3650 ( kG/cm2), Rsw = 2900 (kG/cm2).

= 12 (cm)

dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT của thầy Nguyễn Đình Cống )

Vị trí MomenkGm Rs

kG/cm2 Rb

kG/cm2 αm γ Fa

cm2 Fc

(cm2) μ

(%) Gối 500 2250 145

0.024 0.988 1.87

∅10a20

0 3.93 0.33 Nhịp 1120 2250 145 0.059 0.970 4.70 ∅10a15

0 5.50 0.45 Gẫy khúc 1150 2250 145 0.062 0.968 4.94 ∅10a15

0 5.50 0.45

a. Sơ đồ tính

Dầm đơn giản 2 đần ngàm

Nhịp dầm : 3.2 (m)

b. Tải trọng

Phản lực tại dầm chiếu tới

Tải trọng Lớp Chiều dày

� (m) � (kG/m3)

Hệ số độ tin cậy

n

Tải trọng tính toán (kG/m2)

Tĩnh tải

gi (kG/m2)

Gạch men 0.010 2200 1.1 24 Vữa lót 0.020 1800 1.3 47 Bản BTCT 0.250 2500 1.1 688 Vữa trát 0.020 1800 1.3 47

Tổng tĩnh tải : Gtt

bt = 806 Hoạt tải

Ptt

ct (kG/m2) 300 1.2 360

Tổng cộng : Qtt

ct = Gtt

ct + Ptt

ct 1166

- Sự truyền tải từ bản chiếu tới lên dầm : vì chiếu tới có l2/l1 = 3.9/3.2 = 1.2 nên làm việc 2 phương Ta xét sự truyền tải vào dầm theo phân phối tam giác quy đổi đều trên dầm :

Qtt

ct’ = Qtt

bt + Qtt

= 8.7 (T/m)

c. Nội lực

d. Cốt thép dọc trong dầm

- Bê tông B25, Rs = 2250 (kG/cm2), γb2 =1 tra được ξR= 0.618 ( bảng tra phụ lục 9A sách hướng dẫn tính toán thực hành cấu kiện BTCT của thầy Nguyễn Đình Cống )

Vị trí Momen

kGm

Rs

kG/cm2 Rb

kG/cm2 αm γ Fa

(cm2) Chọn thép

Fc

(cm2)

μ (%) Gối 7424 3650 145 0.200 0.887 7.16 5∅16 10.05 1.26 Nhịp 3712 3650 145 0.100 0.947 3.36 3∅16 6.03 0.75

a. Cốt đai trong dầm

QA ≤ Qbt = 0.3*φw1*φb1*Rb*b*h0.

Q ≤ Qb + Qsw + Qs.inc

Qb =

 Chọn s = min ( stt, smax, sct )