TÍNH-TOÁN-VÀ-THIẾT-KẾ-CẦU-THANG file nộp

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG  ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP II Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Hữu Anh Tuấn Sinh viên thực : Nguyễn Công Tuyền Lớp : XD17/A2 MSSV : 17520800537 Tp Hồ Chí Minh, Tháng Năm 2020 MỤC LỤC TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CẦU THANG I SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KHUNG TRỤC – TÍNH TỐN CẦU THANG VẾ Giả thiết: thiết kế tính tốn cầu thang vế cho tầng điển hình có kích thước hình vẽ + Chiều cao tầng H = 3450 mm Vế thang có 23 bậc bao gồm vế thang, vế có 12 bậc vế có 11 bậc kích thước bậc sau: L x H = 300x150 mm Sử dụng kết cấu cầu thang dạng chịu lực để tính tốn thiết kế II TÍNH TOÁN SƠ BỘ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN Bản thang + Chọn sơ chiều dày thang: hs = = = 180 mm + Chọn sơ kích thước dầm chiếu tới chiếu nghỉ: h = = =400 mm b = = 200 mm  Vậy ta chọn kích thước tiết diện bxh = 200x400 Tải trọng Xác định góc nghiêng thang: tanα = = 0.5 => α = 26ᵒ33’ a Tĩnh tải Tĩnh tải cầu thang bao gồm tải trọng lớp cấu tạo Bảng 1: Tải trọng chiếu nghỉ Bảng 2: Bản thang (Phần nghiêng) Chiều dày tương đương lớp thứ i theo phương nghiêng δtdi Lớp đá hoa cương: δtd1 = = = 0.027 m Lớp vữa: δtd2 = = = 0.027 m Lớp bậc thang: δtd3 = = = 0.067 m b b b b b b b b Hoạt tải + Đối với chiếu nghỉ: p = pc x n x ln= x 1.2 x = 3.6 KN/m + Đối với thang nghiêng: p = pc x n x cosα x ln = x 1.2 x 0.894 x = 3.22 KN/m c Tổng tải trọng tác dụng + Đối với chiếu nghỉ: q1 = g + p = 6.4 + 3.6 = 10 KN/m + Đối với thang nghiêng: q2 = g + p = 8.48 + 3.22 = 11.7 KN/m Sơ đồ tính nội lực a Tính thang + = = 2.5 < => Chọn sơ đồ tính hai đầu khớp hình: + Tính vế = RB x 5.3 – 10 x x 4.3 - =  RB = 29.66 KN = => RA = + 10 x – 29.66 = 33.5 KN Vị trí có giá trị lực cắt Q = RAcosα – q2x  x = = = 2.56 m Tại vị trí x vừa tìm ta tính Mmax Mmax = 33.5 x 2.56 - = 42.9 KNm Momen nhịp: M = Mmax = 42.9 KNm Momen gối: M = 0.3 Mmax = 12.9 KNm Chọn vật liệu: + Sử dụng bê tông B25: Rb = 14,5 MPa ; Rbt = 0.9 MPa + Nhóm thép dọc CB300-V : Rs = 260 MPa ; Rsw = 170 MPa + Nhóm thép dọc CB240-T: Rs = 210MPa ; Rsw = 170 MPa + Tra bảng phụ lục ta có ξR = 0,583 , αR = 0,413 Ta có : b= 1000 mm, a = 20 mm, h0 = 180 – 20 = 160 mm + Tính cốt thép nhịp αm = = = 0.14 Ta thấy αm < αR  ξ = - = 0.15 As = = 13.1 cm2 Chọn rải thép Ф14a120 + Tính hàm lượng cốt thép μ = x 100 = -2 % μ > μmin = -3% => Thỏa điều kiện + Tính cốt thép gối: αm = = = 0.04 Ta thấy αm < αR  ξ = - = 0.04 As = = 3.5 cm2 Chọn rải thép Ф10a200 Lưu ý: Ta chọn thép cho vế tương tự vế b Tính dầm D1 (dầm chiếu tới) Tải trọng tác dụng bao gồm: - Tải trọng trọng lượng thân dầm: gd = bd(hd – hb) n γb = 200 x ( 400 – 180) x 1.1 x 25 x 10-6 = 1.21 KN/m - Tải trọng sàn nhà truyền vào Xem sàn sàn phương nên tải trọng sàn truyền vào dầm chiếu tới bằng: gs=g0 x = 4.4 x = 4.84 KN/m p = pc x n x = x 1.2 x = 2.64 KN/m  qb = 4.84 + 2.64 = 7.48 KN/m Tải trọng thang truyền vào phản lực gối tựa A vế truyền vào quy phân bố: Vế 1: = 35.3 KN/m Như tổng tải trọng truyền lên dầm chiếu tới là: q = gd + qb + RA = 1.21 + 7.48 + 35.3 = 44 KN/m Sơ đồ tính tốn biểu đồ momen dầm chiếu tới: Mmax = = = 97.02 KNm Qmax = = = 92.4 KN + Từ momen có ta tính thép cho nhịp: Giả thiết: a = 20 mm, h0 = h – a = 380 mm αm = = = 0.29 Ta thấy αm < αR  ξ = - = 0.35 ξ < ξR nên ta có: As = = 11.8 cm2 Ta chọn 2Ф20 + 2Ф18 Tính hàm lượng cốt thép bố trí: μ = x 100 = -3.6 % => Thỏa điều kiện cho phép Lưu ý: Vì gối momen nên ta bố trí Ф12 đặt cấu tạo chạy suốt + Tính tốn bố trí cốt đai Qmax = 92.4 KN + Kiểm tra điều kiện bê tông khơng bị phá hoại ứng suất nén Bảng 2: Bản thang (Phần nghiêng) Chiều dày tương đương lớp thứ i theo phương nghiêng δtdi Lớp đá hoa cương: δtd1 = = = 0.027 m Lớp vữa: δtd2 = = = 0.027 m Lớp bậc thang: δtd3 = = = 0.067 m b Hoạt tải + Đối với chiếu nghỉ: p = pc x n x ln= x 1.2 x = 3.6 KN/m + Đối với thang nghiêng: p = pc x n x cosα x ln = x 1.2 x 0.894 x = 3.22 KN/m c Tổng tải trọng tác dụng + Đối với chiếu nghỉ: q1 = g + p = 6.4 + 3.6 = 10 KN/m + Đối với thang nghiêng: q2 = g + p = 8.48 + 3.22 = 11.7 KN/m Sơ đồ tính nội lực a Tính thang + = = 2.5 < => Chọn sơ đồ tính hai đầu khớp hình: + Tính vế = RB x 5.3 – 10 x x 4.3 - =  RB = 29.66 KN = => RA = + 10 x – 29.66 = 33.5 KN Vị trí có giá trị lực cắt Q = RAcosα – q2x  x = = = 2.56 m Tại vị trí x vừa tìm ta tính Mmax Mmax = 33.5 x 2.56 - = 42.9 KNm Momen nhịp: M = Mmax = 42.9 KNm Momen gối: M = 0.3 Mmax = 12.9 KNm Chọn vật liệu: + Sử dụng bê tông B25: Rb = 14,5 MPa ; Rbt = 0.9 MPa + Nhóm thép dọc CB300-V : Rs = 260 MPa ; Rsw = 170 MPa + Nhóm thép dọc CB240-T: Rs = 210MPa ; Rsw = 170 MPa + Tra bảng phụ lục ta có ξR = 0,583 , αR = 0,413 Ta có : b= 1000 mm, a = 20 mm, h0 = 180 – 20 = 160 mm + Tính cốt thép nhịp αm = = = 0.14 Ta thấy αm < αR  ξ = - = 0.15 As = = 13.1 cm2 Chọn rải thép Ф14a120 + Tính hàm lượng cốt thép μ = x 100 = -2 % μ > μmin = -3% => Thỏa điều kiện + Tính cốt thép gối: αm = = = 0.04 Ta thấy αm < αR  ξ = - = 0.04 As = = 3.5 cm2 Chọn rải thép Ф10a200 Lưu ý: Ta chọn thép cho vế tương tự vế + Tính tốn cốt thép cho thang vế Kích thước theo mặt phẳng nghiêng bản: L1 = m ; L2 = = = m < L1 Xét tỷ số: + = = 1.98 <  làm việc theo hai phương (bản kê ba cạnh) + = 2.2 <  Sơ đồ ô liên kết khớp theo cạnh bao gồm chiếu nghỉ dầm chiếu nghỉ Tải trọng tác dụng lên ô bản: q2 x cosα Momen: M1 = α1q2cosα.L12 M2 = α2q2cosα.L22 M21 = α21q2cosα.L22 Các hệ số α1, α2, α21 phụ thuộc vào tỷ số (tra phụ lục 13 – Võ Bá Tầm) M1 = 0.0195 x 11.7 x cos(26ᵒ33’) x = 0.2 KN/m M2 = 0.0735 x 11.7 x cos(26ᵒ33’) x = 3.07 KN/m M21 = 0.1108 x 11.7 x cos(26ᵒ33’) x = 4.63 KN/m Từ kết ta tính thép theo trình tự sau: αm = ; ξ = - ; As = Với b = 1000 mm ; a = 20 mm => h0 = h – a = 180 – 20 = 160 mm Kết tính tốn cốt thép theo bảng sau: Tiết diện Momen M αm ξ AS Bố trí Nhịp M2 = 3.07 0.01 0.01 0.87 Ф6a200 Nhịp M21 = 4.63 0.015 0.015 1.31 Ф6a200 b Tính dầm D1 (dầm chiếu tới) Tải trọng tác dụng bao gồm: - Tải trọng trọng lượng thân dầm: gd = bd(hd – hb) n γb = 200 x ( 400 – 180) x 1.1 x 25 x 10-6 = 1.21 KN/m - Tải trọng sàn nhà truyền vào Xem sàn sàn phương nên tải trọng sàn truyền vào dầm chiếu tới bằng: gs=g0 x = 4.4 x = 4.84 KN/m