Cầu thang 2 vế gấp khúc song song hình chữ u dạng bản 2

I Cấu tạo cầu thang: Cấu tạo chi tiết thang cho nh hình vẽ dới C C mặt kết cấu thang tl:1/40 II Tính cầu thang tầng điển hình 7.1 Lựa chọn giải pháp kết cấu cầu thang: - Cầu thang hai đợt làm bêtông cốt thép, bậc thang xây gạch đặc, mặt bậc ốp đá - Kết cấu cầu thang cầu thang có cốn cầu thang không cốn - Xét khả chịu lực: Cầu thang có cốn cầu thang không cốn nh phải đảm bảo khả chịu lực - Xét độ cứng thì: Cầu thang có cốn: dùng cố thang để đỡ thang tay vịn, làm giảm chiều dày thang, có độ cứng lớn so với cầu thang không cốn Cầu thang không cốn: thang đợc kê trực tiếp lên tờng, chiều dày thang lớn so với cầu thang không cốn, độ cứng nhỏ so với cầu thang có cốn Do kết hợp với giải pháp kiến trúc, chọn giải pháp thiết kế cầu thang không cốn 7.2 Chọn vật liệu: Bêtông: chọn Cấp độ bền bê tông B25 có:Rb=14,5 MPa,Rbt =1,05 MPa, Eb=30.103MPa Thép dọc chÞu lùc nhãm AII cã : Rs=Rsc=280MPa , Es  21104 MPa Thép thép đai nhóm AI có : Rs=Rsc=225MPa, Es  21104 MPa 7.3 Chän s¬ bé kích thớc phận cầu thang: - Cầu thang gồm vế, vế gồm 11 bậc - ChiỊu cao bËc 150mm, chiỊu réng bËc 300mm - B¶n thang dµy 100mm cos  330 180  330 2  0,88    280 + ChiỊu dµi tính toán thang : l2= lng cos  3,3 = 3,76 m cos 28o + ChiÒu réng cđa b¶n thang : l1 = 1,38m - B¶n chiÕu nghØ kÝch th−íc (b x h) = (1,415 x3,01)m dµy 100mm - DÇm cèn thang tiÕt diƯn (b  h) = ( 100  300)mm - DÇm chiÕu nghØ, dÇm chiÕu tíi tiÕt diƯn (b  h) = ( 220 300)mm 7.4 Tính toán thang 7.4.1 Tải trọng tác dụng lên thang + Tĩnh tải Bảng 7.1: Bảng thống kê tĩnh tải tác dụng lên thang TT tiêu n Các lớp cấu tạo chuẩn Stt tc g (kN/m ) MỈt bËc Granito dµy 0,01m  = 20 kN/ m3 ( b  h ) (0,3  0,15).0,01.20   0,27 b2 h2 0,32 0,152 Vữa lót dày 0,015 m  = 18 kN/ m3 ( b  h ) (0,3  0,15).0,015.18   0,36 b2  h2 0,32 0,152 Bậc xây gạch = 18 kN/ m3 bh 0,3.0,15.18   1, 21 2 b h 0,3 0,15 Bản bê tông cèt thÐp dµy 0,1m  = 25 kN/ m3 TT tÝnh to¸n gtt(kN/m2) 0,27 1,1 0,30 0,36 1,3 0,47 1,21 1,3 1,57 2,5 1,1 2,75 Vữa trát dày 0,015m = 18 kN/ m3 Tæng céng 0,27 1,3 4,61 0,35 5,44 + Hoạt tải Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản thang (theo TCVN 2737-95): ptc = kN/m2 Hoạt tải tính toán tác dụng lên b¶n thang ptt = n.ptc = 1,2.3 = 3,6 kN/m2 Tổng tải trọng tính toán : q tt =g tt +p tt =5,44+3,6=9,04KN/m Tổng tải trọng tác dụng vuông góc mặt : q tt g tt   p tt cos28o  7,98 kN/m 7.4.2 Sơ đồ tính: Khi thi công: vách đợc thi công trớc, thang không liên kết với vách mà gối đầu lên dầm chiếu nghỉ dầm chiếu tới Tính nh dầm đơn giản liên kết khớp đầu 7.4.3 Tính toán thang ql 7,98.3, 762  =14,1 KN.m 8 Gi¶ thiÕt a = 1,5 cm  h0 = h - a = 10 - 1,5 = 8,5 cm Mô men dơng lớn M Ta có m  M 14,1.106   0,13   R  0, 437 Rb b.h02 14,5.1000.852 ζ  0, 5.(1   2α m )  0, 5.(1   2.0,13)  0, 93 DiÖn tÝch cèt thÐp phạm vi dải bề rộng 1m: M 14,1.106 = = 792 mm = 7,92 cm ζ.R s h 0,93.225.85 7, 92 KiÓm tra :  %  100%  0, 93%    0,1% 100.8, As = Chän cèt thÐp 10: a = 90 mm (AS = 8,73 cm2) Cèt thÐp chÞu mômen âm đặt theo cấu tạo: Đợc bố trí cốt thép mũ Ta chọn 6a200 ( không 56 mét dài ) Xét tỉ số : p b 3,6 l 3,76 = μ = 0,1% KiÓm tra : μ% = 22.27 Chän cèt thÐp 216 (AS = 4,02 cm2) Tính toán cốt thép đai : Kiểm tra điều kiện tính toán Qb0 = 0,75.Rbt b.h0 = 0,75.1,05.103.0,22.0,27 = 46,78kN > Qmax =33,34kN  Cèt đai không cần tính toán ta bố trí cốt đai theo cấu tạo Xác định bớc đai cấu tạo SCT: Đối với đoạn đầu dầm, với dầm chịu tải phân bè ®Ịu a d = l 3,01 = = 0,75 m 4 h  h = 30 cm  S C T  min ,150   150 mm Đối với đoạn lại: 3h  S C T  min ;500   225 mm Xác định bớc đai lớn Smax : 1,5.Rbt bh02 1,5.1,05.103.0,22.0,272 Smaxi = = = 0,75 m Qmaxi 33,34 Đoạn đầu dầm chọn đai 6, n  , a s w  0,283 cm2 , S   SCT , Smax  75mm Đoạn dầm chọn đai 6, n  , a s w  0,283 cm2 , S   SCT , Smax   75 mm KiĨm tra ®iỊu kiƯn øng st nÐn chÝnh: Q max  0,3. w1. b1 R b b.h Trong ®ã:  w1   5.. w As w 2.0, 283 Es 21.104   7; w    0,0017 Eb 30.10 b.S 22.15 w1   5.7.0,0017  1,06  1,3 b1 =1- β.R b =1- 0,01.14,5= 0,86 Víi    0,3.1,05.0,86.14,5.103 0,22.0,27 =233,3 kN > Q max =33,34 kN VËy ®iỊu kiƯn ứng suất nén đợc thoả mãn đợc thoả mãn 7.7 Tính toán chiếu tới - Bản chiếu tíi cã kÝch th−íc b x h = 1,825 m x 3,01 m - XÐt tû sè r  l2 3, 01 1,65 làm việc phơng l1 1,825 - Tính toán thang theo sơ đồ kê cạnh - Xác định tải trọng Bảng 7.3 : Bảng thống kê tĩnh tải tác dụng lên chiếu tới TT tiêu chuẩn TT tính toán Các lớp cấu tạo N Stt tc g (kN/m ) gtt(kN/m2) Lớp gạch lát Granitô dày 0,01m 0,2 1,1 0,22  = 20 kN/m3 Líp v÷a lãt, dµy 0,03m 0,54 1,3 0,70  = 18 kN/m3 Bản bê tông cốt thép dày 0,1m 2,5 1,1 2,75 = 25 kN/ m3 Lớp vữa trát dµy 0,015m  = 18 kN/ m3 Tỉng céng 0,27 3,51 1,3 0,35 4,02 Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên bản chiếu nghỉ (theo TCVN 2737-95) : ptc = kN/m2 Hoạt tải tính toán tác dụng lên b¶n chiÕu nghØ ptt = 1,2.3 = 3,6 kN/m2 - Dựa vào tỉ số l2 ,65 tra bảng ta đợc hệ số m k: l1 m11 = 0,0486 m91 = 0,0202 k91 = 0,0446 m12 = 0,0179 m92 = 0,0074 k92 = 0,0164 P = (gtt + ptt ) l1 l2 = (4,02+3,6) 1,825 3,01 = 41,86 (KN) P’ = 0,5 ptt l1 l2 = 0,5 3,6 1,825 3,01 = 9,89 (KN) P’’ = (0,5 ptt + gtt ) l1 l2 = (0,5 3,6 + 4,02) 1,825 3,01 = 31,97 (KN) - Mômen nhịp theo phơng cạnh ngắn là: M1 = m11 P’ + m91 P’’ = 0,04286 9,89 + 0,0202.31,97 = 1,07(KNm) - Mômen gối theo phơng cạnh ngắn lµ: MI = k91 P = 0,0446 41,86= 1,87 (KNm) - Mômen nhịp theo phơng cạnh dài là: M2 = m12 P’ + m92 P’’ = 0,0179 9,89 + 0,0074.31,97 = 0,41(KNm) - Mômen gối theo phơng cạnh dµi lµ: MII = k92 P = 0,0164 41,86= 0,69 (KNm) Tính thép cho ô bản: Cắt dải rộng 1m dọc theo phơng momen để tính toán: - Cốt thép chịu mômen dơng: a Tính thép dọc chÞu momen M1 Chän: ao = 1,0 cm cho mäi tiÕt diÖn h0 = hb - ao = 10 - 1,0 = (cm) m  M1 1, 07.10   0, 006   R  0, 427  b Rb b.h02 1.14, 5.1000.90     2. m    2.0, 002  0, 002 As   Rb b.h0 Rs  0, 002.14, 5.1000.90  17, mm  Asct  141mm 225 Chän theo cÊu t¹o 6 a200 , As = 141 mm2 b TÝnh thÐp däc chÞu momen M2 Chän: ao = 1,0 cm cho mäi tiÕt diÖn h0 = hb - ao = 10 - 1,0 = (cm) m  M2 0, 41.10   0, 002   R  0, 427  b Rb b.h02 1.14, 5.1000.90     2. m    2.0, 006  0, 006 As   Rb b h0 Rs  0, 006.14, 5.1000.90  52, mm  Asct  141mm 225 Chän theo cÊu t¹o 6 a200 , As = 141 mm2 - Cốt thép chịu mômen âm: c Tính thép dọc chÞu momen MI Chän: ao = 1,0 cm cho mäi tiÕt diÖn h0 = hb - ao = 10 - 1,0 = (cm) m  MI 1, 87.10   0, 01   R  0, 427  b Rb b.h02 1.14, 5.1000.90     2. m    2.0, 01  0, 01 As   Rb b h0 Rs  0, 01.14, 5.1000.90  88 mm  Asct  141mm 225 Chän theo cÊu t¹o 6 a200 , As = 141 mm2 d TÝnh thÐp däc chÞu momen MII Chän: ao = 1,0 cm cho mäi tiÕt diÖn h0 = hb - ao = 10 - 1,0 = (cm) m  M II 0, 69.10   0, 004   R  0, 427  b Rb b.h02 1.14, 5.1000.90     2. m    2.0, 004  0, 004 As   Rb b h0 Rs  0, 004.14, 5.1000.90  35, mm  Asct  141mm 225 Chän theo cÊu t¹o 6 a200 , As = 141 mm2 - Cốt thép âm: Chiều dài cốt thép mũ chịu mômen âm tính từ mút cốt thép đến mép vách mép dầm + Theo phơng cạnh ngắn l1 = 1825/6 = 304mm, tính đến trục vách 304+150=454mm Chọn 500mm Cốt thép phân bố phía dới cốt mũ để cố định cho cốt mũ chọn 46 + Theo phơng cạnh dài l2 = 3010/6 = 500mm, tính đến trục vách 500+150=650mm Chọn 700mm Cốt thép phân bố phía dới cốt mũ để cố định cho cốt mũ chọn 46 Bố trí thép đợc thể vẽ KC-09 7.8 Tính toán dầm chiếu tới Dầm chiếu nghỉ có tiết diện chọn (22cm x 30cm ) dầm đơn giản gối tự lên vách Nhịp tính toán dầm lµ l = 3,01 m Chän abv = 3cm  h0 = 30 - = 27cm 7.8.1 Xác định tải trọng Trọng lợng thân dầm : g = 25.1,1.0,22.0,3= 1,82 kN/m Bảng 7.4: Bảng thống kê tĩnh tải tác dụng lên chiếu tới Tải trọng Chiều Trọng Hệ số tiêu chuẩn STT Lớp cấu tạo dày lợng vợt tải (kN/m2) (m) (kN/m3) Gạch lát 0,01 20 0,2 1,1 granit 300x300 V÷a lãt 0,03 18 0,54 1,3 Bản bê tông cốt thép 0,10 25 2,5 1,1 Vữa trát trần 0,015 18 0,27 1,3 Tổng cộng 3,51 Tải trọng tính toán (kN/m2) 0,22 0,70 2,75 0,35 4,02 Hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên b¶n chiÕu nghØ (theo TCVN 2737-95) : ptc = kN/m2 Hoạt tải tính toán tác dụng lên chiếu nghØ ptt = 1,2.3 = 3,6 kN/m2 Tỉng t¶i träng tính toán : qtt = gtt + ptt = 4,02 + 3,6 = 7,62 kN/m2 T¶i träng b¶n chiếu tới truyền vào dới dạng phân bố đều: ql 7,62.1,825 q1 = = = 6,95 kN/m 2 T¶i trọng thang truyền vào dới dạng phân bố ®Òu: ql 7,98.3,76 q1 = = =15 kN/m 2 Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên toàn dầm qtt =g+q1 =1,82+6,95+15 =23,77 KN/m 7.8.2 Xác định nội lùc ql 23, 77.3, 012 M  = 26,92 kN.m 8 Q= ql 23,77.3,01 = = 35,77 kN 2 M 26,92.106 = = 0,076 < α R = 0,429 Ta cã αm = R b b.h 02 14,5.220.2702 ζ  0,5.(1   2α m )  0,5.(1   2.0, 076 )  0, 96 M 26,92.106 = = 371 mm = 3,71cm ζ.R s h 0,96.280.270 3,71 100% = 0,62% > μ = 0,1% KiÓm tra : μ% = 22.27 As = Chän cèt thÐp 216 (AS = 4,02 cm2) Tính toán cốt thép đai : Kiểm tra điều kiƯn tÝnh to¸n Q b0 = 0,75.R bt b.h = 0,75.1,05.103 0,22.0,27 = 62,37 kN > Q max =35,77 kN Cốt đai không cần tính toán ta bố trí cốt đai theo cấu tạo Xác định bớc đai cấu tạo SC T : Đối với đoạn đầu dầm, với dầm chịu tải phân bố a d = l 3,01 = = 0,75 m 4 h = 30 cm  S C T =  ,150  = 150 mm h 2  §èi víi đoạn lại: 3h S C T =  ;500  = 225 mm   Xác định bớc đai lớn Smax : 1,5.Rbt bh02 1,5.1,05.103.0,22.0,272 Smaxi = = = 0,7 m Qmaxi 35,77 Đoạn đầu dầm chọn đai 6, n=2, asw=0,283 cm2 , S   SCT , Smax  70 mm Đoạn dầm chọn đai 6, n=2, asw=0,283 cm2 , S   SCT , Smax   70 mm KiĨm tra ®iỊu kiÖn øng suÊt nÐn chÝnh: Q max  0,3. w1. b1 R b b.h Trong ®ã:  w1   5.. w As w 2.0, 283 Es 21.104   7; w    0,0017 Eb 30.10 b.S 22.15 w1   5.7.0, 0017  1, 056  1,3 Víi   b1 =1- β.R b =1- 0,01.14,5 = 0,86  0,3.1,05.0,78.22.103 0,22.0,27 =321 kN > Q max =35,77 kN VËy ®iỊu kiƯn vỊ øng suất nén đợc thoả mãn đợc thoả mãn ... =1, 82+ 5,39+15 =22 ,21 KN/m + Xác định nội lực tính cốt thÐp ql 22 , 21 .3, 0 12 M  = 25 ,15 kN.m 8 ql 22 ,21 .3,01 Q= = = 33,43 kN 2 Ta cã α m = M 25 ,15.106 = = 0,108 < α R = 0, 429 R b b.h 02 14,5 .22 0 .27 02. .. =1, 82+ 6,95+15 =23 ,77 KN/m 7.8 .2 Xác định nội lùc ql 23 , 77.3, 0 12 M  = 26 , 92 kN.m 8 Q= ql 23 ,77.3,01 = = 35,77 kN 2 M 26 , 92. 106 = = 0,076 < α R = 0, 429 Ta cã αm = R b b.h 02 14,5 .22 0 .27 02 ζ... thì: C u thang có cốn: dùng cố thang để đỡ thang tay vịn, làm giảm chi u dày thang, có độ cứng lớn so với c u thang không cốn C u thang không cốn: thang đợc kê trực tiếp lên tờng, chi u dày thang