3.2.1. Bớ tụng
Bảng 3.2: Bảng thụng sụ́ vật liệu bớ tụng theo TCVN 5574-2018
ST T Cấp độ bền Kết cấu sử dụng 1 Bớ tụng cấp độ bền B30: Rb = 22 MPa Rbt = 1.4 MPa ; Eb = 36x103 MPa Kết cấu: cột. 2 Bớ tụng cấp độ bền B25: R
MPa
Rbt = 1.2 MPa ; Eb = 32.5x103 MPa thang.
3 Vữa xi măng cõt Vữa xi măng xđy, tụ trõt tường.
3.2.2. Cốt thĩp
Bảng 3.3: Bảng thụng sụ́ vật liệu cụ́t thĩp theo TCVN 5574-2018
ST T Loại thĩp Đặc tớnh/ kết cấu sử dụng 1 Thĩp CI (CV240_T)(ỉ <10): Rs = Rsc = 225 MPa Rsw = 175 MPa ; Es = 2.1.106 MPa. Cụ́t thĩp có ỉ <10 mm 2 Thĩp CII (CB300_V)(ỉ ≥10): Rs =Rsc = 280 MPa Rsw = 225 MPa ; Es = 2.1.106 MPa.
Cụ́t thĩp dọc kết cấu cõc loại có ỉ ≥10mm
3
Thĩp CIII (ỉ ≥10): Rs=Rsc = 365 MPa
Rsw = 290 MPa ; Es = 2.106 MPa.
Cụ́t thĩp dọc kết cấu cõc loại có ỉ ≥10mm
3.3. Chọn chiều dăy của bản săn
Chiều dăy của bản được chọn theo cụng thức: hb =
D m l
Trong đó :
D = 0,8 - 1,4 hệ sụ́ phụ thuộc văo tải trọng tõc dụng lớn bản, chọn D = 0,9 m – hệ sụ́ phụ thuộc liớn kết của bản: m = 35 - 45 đụ́i với bản kớ bụ́n cạnh, lấy m = 45, m = 30 - 35 đụ́i với bản loại dầm; lấy m = 35.
l : Lă cạnh ngắn của ụ bản(cạnh theo phương chịu lực ). Chiều dăy của bản phải thoả mờn điều kiện cấu tạo:
hb hmin = 6 cm đụ́i với săn nhă dđn dụng.
Vă thuận tiện cho thi cụng thì hb nớn chọn lă bội sụ́ của 10mm. Chiều dăy của cõc ụ săn như sau:
Bảng 3.4: Bảng chọn chiều dăy săn
Tỷ số L1(m) L2(m) L2/L1 S1 0,9 4,135 4,59 Bản loại dầm 0,9 35 2,3 2 S2 0,9 4,135 4,59 Bản loại dầm 0,9 35 2,3 2 S3 0,55 4,1 7,45 Bản loại dầm 0,9 35 1,4 1 S4 0,55 4,1 7,45 Bản loại dầm 0,9 35 1,4 1 S5 3,45 4,135 1,2 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 6,9 7 S6 3,45 4,135 1,2 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 6,9 7 S7 1,24 4,73 3,81 Bản loại dầm 0,9 35 3,2 3 S8 3,45 4,1 1,19 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 6,9 7 S9 3,45 4,1 1,19 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 6,9 7 S10 4,135 7,5 1,81 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 8,3 8 S11 4,135 7,5 1,81 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 8,3 8 S12 4,73 5 1,06 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 9,5 9 S13 4,1 7,5 1,83 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 8,2 8 S14 4,1 7,5 1,83 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 8,2 8 S15 2,4 4,73 1,97 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 4,8 5 S16 2,93 4,135 1,41 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 5,9 6 S17 2,93 4,135 1,41 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 5,9 6 S18 2,93 4,1 1,4 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 5,9 6 S19 2,93 4,1 1,4 Bản kớ 4 cạnh 0,9 45 5,9 6 S20 0,6 4,1 6,83 Bản loại dầm 0,9 35 1,5 2 S21 0,6 4,1 6,83 Bản loại dầm 0,9 35 1,5 2 S22 0,775 2,21 2,85 Bản loại dầm 0,9 35 2,0 2 S23 1,086 2,45 2,26 Bản loại dầm 0,9 35 2,8 3 h=100 hs (cm) (chọn)
Săn Kich thước Loại ụ bản D m hs (cm)
(Sơ bộ)
Do có nhiều ụ bản có kớch thước vă tải trọng khõc nhau dẫn đến có chiều dăy bản săn khõc nhau, nhưng để thuận tiện cho thi cụng cũng như tớnh toõn ta thụ́ng nhất chọn một chiều dăy bản săn:
3.4. Cấu tạo cõc lớp mặt săn
3.4.1. Cấu tạo cõc lớp săn nhă
Hình 3.2 Cấu tạo lớp săn 3.4.2. Cấu tạo cõc lớp săn mõi
Hình 3.3 Cấu tạo lớp săn mõi 3.4.3. Cấu tạo cõc lớp săn vệ sinh
3.5. Tải trọng tõc dụng lớn săn
3.5.1. Tỉnh tải săn
Tĩnh tải tõc dụng lớn săn lă tải trọng phđn bụ́ đều do trọng lượng bản thđn cõc lớp cấu tạo săn truyền văo. Căn cứ văo cõc lớp cấu tạo săn ở mỗi ụ săn cụ thể, tra bảng tải trọng tớnh toõn( TCVN 2737-1995) của cõc vật liệu thănh phần dưới đđy để tớnh:
Ta có cụng thức tớnh: gtt = Σγi.δi.ni
Trong đó γi, δi, ni lần lượt lă trọng lượng riớng, bề dăy, hệ sụ́ vượt tải của lớp cấu tạo thứ i trớn săn.
Hệ sụ́ vượt tải lấy theo TCVN 2737 – 1995. Ta tiến hănh xõc định tĩnh tải riớng cho từng ụ săn. Từ đó ta lập bảng tải trọng tõc dụng lớn cõc săn như sau:
3.5.2. Trọng lượng tường ngăn vă tường bao che trong phạm vi ụ săn
Tải trọng do tường ngăn vă cửa võn gỗ (panụ) ở cõc ụ săn được xem như phđn bụ́ đều trớn săn. Cõc tường ngăn lă tường dăy = 100mm xđy bằng gạch rỗng có = 1500 kG/m3. Trọng lượng đơn vị của 1m2 cửa lă = 40 kG/m2 cửa.
Cụng thức qui đổi tải trọng tường trớn ụ săn về tải trọng phđn bụ́ trớn ụ săn:
gttt−s = (T/m2). Trong đó:
St(m2): diện tớch bao quanh tường. Sc(m2): diện tớch cửa.
δt = 0,2(m): chiều dăy của mảng tường.
γt = 1500(kG/m3): trọng lượng riớng của tường.
γc = 30(kG/m2): trọng lượng của 1m2 cửa. Si(m2): diện tớch ụ săn đang tớnh toõn.
Ta có bảng tớnh tĩnh tải trớn cõc ụ săn :
Bảng 3.6: Bảng quy tải trọng tường truyền lớn săn
Tường Cửa L1(m) L2(m) (m2 ) dg (m) H(m) B(m) bc(m) hc(m) St (m2) Sc (m2) (kN/m2) (kN/m2) S7 1,24 4,73 5,87 0,10 3,29 4,56 0,00 0,00 14,99 0,00 2,27 5,81 S12 4,73 5 23,65 0,10 3,29 11,81 2,70 2,20 32,91 5,94 2,27 3,28 Săn Diện tớch Tường gt qt
Kớch thước cấu kiện Cửa Diện tớch ụ săn Kich thước ụ săn 3.5.3. Hoạt tải
Ở đđy, tùy thuộc văo cụng năng của cõc ụ săn, tra TCVN 2737-1995, bảng 3 mục 4.3.1 sau đó nhđn thớm với hệ sụ́ giảm tải cho săn theo MỤC 4.3.4.1(đụ́i với cõc săn
có diện tớch A>A1=9m2). Hệ sụ́ giảm tải : ΨA = 0,4+
3.6. Tớnh toõn nội lực vă cốt thĩp cho cõc ụ săn
3.6.1. Xõc định nội lực trớn cõc ụ săn
a) Bản kớ 4 cạnh
Để xõc định nội lực, từ tỷ sụ́ l2/l1 vă loại liớn kết ta tra bảng tìm được cõc hệ sụ́ αi, βi (Phụ lục 17- Kết cấu bớtụng cụ́t thĩp). Sau đó tớnh toõn nội lực trong bảng theo cõc cụng thức như sau:
+ Mụmen nhịp: M1 = α1.(gtt+ptt).l1.l2 M2 = α2. (gtt+ptt).l1.l2 + Mụmen gụ́i: MI = β1. (gtt+ptt).l1.l2
MII = β2. (gtt+ptt).l1.l2 Trong đó:
qtt = gtt + ptt: tổng tải trọng tõc dụng lớn săn. l1, l2 kớch thước cạnh ngắn vă cạnh dăi của ụ bản.
α 1, α 2, β1, β2: cõc hệ sụ́ tra bảng(Phụ lục 17-Kết cấu bớ tụng cụ́t thĩp - Phần cấu kiện cơ bản)
b) Bản loại dầm
Cắt một dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn vă xem như một dầm Tải trọng phđn bụ́ đều tõc dụng lớn dầm: q=(g+p).1m (kG/m) Tùy theo liớn kết cạnh bản mă có 3 sơ đồ tớnh đụ́i với dầm:
3.6.2. Tớnh toõn vă bố trớ cốt thĩp cho săn
a) Tớnh cụ́t thĩp săn
Tớnh như cấu kiện chịu uụ́n có tiết diện hình chữ nhật với bề rộng b = 1m, chiều cao h = hb.
h0=h-a0: Chiều cao lăm việc của tiết diện, bằng khoảng cõch từ trọng tđm As đến mĩp vùng nĩn.
a0: Chiều dăy lớp đệm, bằng khoảng cõch từ trọng tđm của As đến mĩp chịu kĩo. a0=c+0,5.
c: Chiều dăy lớp bảo vệ lấy như sau: Với bớ tụng nặng c ≥ đồng thời c ≥ c0 Với bản có: h ≤ 100mm lấy c0 = 10mm
h > 100mm lấy c0 = 15mm
Giả thiết a0. Với bản thường chọn a0 = 15ữ20mm. Khi h khõ lớn (h > 150mm) có thể chọn a0 = 25ữ30mm. Tớnh h0 = h - a0.
- Tớnh toõn:
: Đặc trưng tớnh chất biến dạng của vùng bớ tụng chịu nĩn, = - 0,008.Rb
= 0,85 đụ́i với bớ tụng nặng.
sc,u: ứng suất giới hạn của cụ́t thĩp trong vùng bớ tụng chịu nĩn, sc,u = 400Mpa
Kiểm tra điều kiện hạn chế: ≤ R
Khi điều kiện hạn chế được thỏa mờn, tớnh = 1 - 0,5.
Tớnh diện tớch cụ́t thĩp: - Xử lý kết quả:
Kiểm tra điều kiện ≥ min = 0,1%. Khi xảy ra < min chứng tỏ h quõ lớn so với yớu cầu, nếu được thì rỳt bớt h để tớnh lại. Nếu khụng thể giảm h thì cần chọn As theo yớu cầu tụ́i thiểu bằng min.b.h0
Sau khi chọn vă bụ́ trớ cụ́t thĩp cần tớnh lại a0 vă h0. Khi h0 khụng nhỏ hơn giõ trị đờ dùng để tớnh toõn thì kết quả lă thiớn về an toăn. Nếu h0 nhỏ hơn giõ trị đờ dùng với mức độ đõng kể thì cần tớnh toõn lại. nằm trong khoảng 0,3%ữ0,9% lă hợp lý.
b) Cấu tạo cụ́t thĩp chịu lực
Đường kớnh nớn chọn ≤ h/10. Để chọn khoảng cõch a có thể tra bảng hoặc tớnh toõn như sau:
Tớnh as lă diện tớch thanh thĩp, từ as vă As tớnh a.
Chọn a khụng lớn hơn giõ trị vừa tớnh được. Nớn chọn a lă bội sụ́ của 10mm để thuận tiện cho thi cụng.
Khoảng cõch cụ́t thĩp chịu lực cũn cần tuđn theo cõc yớu cầu cấu tạo sau: amin ≤ a ≤ amax. Thường lấy amin = 70mm.
Khi h ≤ 150mm thì lấy amax = 200mm
Khi h > 150mm lấy amax = min(1,5.h vă 400) 3.7. Bố trớ cốt thĩp
Cụ́t thĩp tớnh ra được bụ́ trớ theo yớu cầu qui định. Việc bụ́ trớ cụ́t thĩp xem bản vẽ KC.
- Kết quả tớnh toõn ụ săn bản kớ 4 cạnh: Phụ lục 1, bảng 1. - Kết quả tớnh toõn ụ săn bản dầm: Phụ lục 1, bảng 2.
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÂN THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG 4
4.1. Số liệu
- Bớtụng B25 có: Rb = 14.5(MPa) = 1.45(kN/cm2). Rbt = 1.05(MPa) = 0.105(kN/cm2). Eb = 30.103 (Mpa)
- Cụ́t thĩp Φ ¿ 8: dùng thĩp CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 22.50(kN/cm2). - Cụ́t thĩp Φ 10: dùng thĩp CII có: RS = RSC = 280(MPa) = 28.00(kN/cm2). Es =21.104(MPa)
4.2. Cấu tạo cầu thang
4.2.1. Mặt bằng
Hình 4.2 Mặt bằng cầu thang tầng 4 (trục A’-B,4) 4.2.2. Cấu tạo chung
Cầu thang lă một bộ phận kết cấu cụng trình phục vụ chức năng đi lại, thoõt người, vận chuyển trang thiết bị hăng hóa… Vì vậy cầu thang phải được bụ́ trớ tại cõc vị trớ thuận tiện nhất, đảm bảo khụng gian đõp ứng được mật độ đi lại vă yớu cầu về thoõt hiểm.
Về mặt kết cấu, cầu thang phải đõp ứng được cõc yớu cầu về độ bền, độ ổn định, khả năng chụ́ng chõy vă chụ́ng rung động.
Đđy lă loại cầu thang 2 vế dạng bản, chiều cao tầng 2 lă 3,4m . - Chiều cao 1 vế thang . (m).
- Chiều cao bậc = 169 mm. - Bề rộng bậc b = 276 mm được xđy bằng gạch. - . - Sụ́ bậc đứng: (bậc). - Sụ́ bậc ngang: (bậc). 4.3. Sơ đồ tớnh 4.3.1. ễ 1
ễ1: bản thang có 4 liớn kết xung quanh: tường, cụ́n thang C1, dầm chiếu nghỉ (DCN) , dầm chiếu tới (DCT).
Kớch thước bản : .
.
Ta có : Bản loại dầm, xem rằng tựa văo cụ́n thang C1 vă tường. Tớnh cầu thang theo sơ đồ đăn hồi nớn lấy kớch thước cõc bản thang theo khoảng cõch cõc tim (dầm, võch, tường).
Sơ bộ chọn chiều dăy bản theo cụng thức : hb =
D m l.
Trong đó :
l = l1: kớch thước cạnh ngắn của bản. m : hệ sụ́ phụ thuộc loại bản, chọn m =35.
hb = mm.
Chiều dăy bản phải thỏa mờn ≥hmin . Chọn chiều dăy lă 80mm.
4.3.2. ễ 2
ễ2: bản thang có 4 liớn kết xung quanh: cụ́n thang C2, dầm chiếu nghỉ (DCN), dầm chiếu tới (DCT).
Kớch thước ụ bản: .
.
Ta có : Bản loại dầm ,xem rằng tựa văo cụ́n thang C2 .
Sơ bộ chọn chiều dăy bản theo cụng thức : hb =
D m l.
Trong đó :
D = 0.8 1.4 phụ thuộc tải trọng. Chọn D = 1. l = l1: kớch thước cạnh ngắn của bản.
m : hệ sụ́ phụ thuộc loại bản , chọn m =35.
hb = mm.
Chiều dăy bản phải thỏa mờn ≥hmin . Chọn chiều dăy lă 80mm.
4.3.3. ễ 3
ễ2: bản thang có 4 liớn kết xung quanh: cụ́n thang C2, dầm chiếu nghỉ (DCN), dầm chiếu tới (DCT).
.
Ta có : Bản loại dầm ,xem rằng tựa văo cụ́n thang C2.
Sơ bộ chọn chiều dăy bản theo cụng thức : hb =
D m l.
Trong đó :
D = 0.8 1.4 phụ thuộc tải trọng. Chọn D = 1 l = l1: kớch thước cạnh ngắn của bản.
m: hệ sụ́ phụ thuộc loại bản , chọn m =35
hb = mm
Chiều dăy bản phải thỏa mờn ≥hmin. Chọn chiều dăy lă 80mm.
4.4. Tớnh toõn cõc cấu kiện
4.4.1. ễ bản cầu thang
a) Tải trọng
Bao gồm trọng lượng cõc lớp cấu tạo vă trọng lượng bản thđn bản thang:
- MƯt bỊc đá Granit dày 30 - Vữa lờt dày 15
- BỊc xây gạch thẻ - Lớ p Vữa xây 15
- Bản thang BTCT dày 80 - Vữa trát dày 15
Hình 4.2 cấu tạo cầu thang + Lớp đõ Granit dăy 30 mm:
+ Lớp vữa lót dăy 15 mm: + Bậc xđy gạch thẻ: + Lớp vữa xđy: g4 = n.4.d4 + Bản BTCT B25 dăy 80 mm: g5 = n.5.d5 + Lớp vữa trõt dăy 15 mm:
g6 = n.6.d6
Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phđn bụ́ trớn 1m2 bản thang: = g1 + g2 + g3 + g4 + g5 + g6 Bảng 4.1: Bảng tớnh tĩnh tải bản thang δ b h γ gtt (mm) (mm) (mm) (kN/m³) kN/m2 Đõ Granite 10 276 169 1,1 22 0,333 Vữa lót 20 276 169 1,3 18 0,644 Bậc gạch 276 169 1,1 18 1,427 Bản BTCT 80 1,1 25 2,750 Vữa lót 15 1,3 18 0,351 Vữa trõt 15 1,3 18 0,351 5,855 Cấu kiện Vật liệu n Bản thang Tổng cộng b) Hoạt tải
Hoạt tải được lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang lă ptc = 3 KN/m2, hệ sụ́ vượt tải lấy bằng 1,2. Ta có hoạt tải trớn bản thang:
= 1,23 = 3.6 (KN/m2) Quy đổi thănh tải trọng phđn bụ́ trớn mặt phẳng bản:
Đõ Granite 10 1,1 22 0,242 Vữa lót 20 1,3 18 0,468 Bản BTCT 80 1,1 25 2750,000 Vữa trõt 15 1,3 18 0,351 2751,061 Chiếu nghỉ Tổng cộng c) Tải trọng toăn phần
Tổng tải trọng phđn bụ́ trớn mặt phẳng bản (m2 theo phương xiớn ):
= 5.855 + 3.071 = 8.93KN/m2). 4.4.2. Bản chiếu nghỉ
a) Tải trọng
Bao gồm trọng lượng cõc lớp cấu tạo vă trọng lượng bản thđn chiếu nghĩ : + Lớp đõ Granit dăy 30 mm:
+ Lớp vữa lót dăy 15 mm:
+ Bản BTCT B25 dăy 80 mm: g3 = n.3.d3 + Lớp vữa trõt dăy 15 mm:
g4 = n.4.d4
Tổng tĩnh tải theo phương thẳng đứng phđn bụ́ trớn 1m2 bản thang: = g1 + g2 + g3 + g4 Bảng 4.2: Bảng tớnh tĩnh tải bản chiếu nghỉ δ b h γ gtt (mm) (mm) (mm) (kN/m³) kN/m2 Cấu kiện Vật liệu n b) Hoạt tải
Hoạt tải được lấy theo TCVN 2737-1995 cho cầu thang lă ptc = 3 KN/m2, hệ sụ́ vượt tải lấy bằng 1,2. Ta có hoạt tải trớn bản thang:
= 1,23 = 3.6 (KN/m2) c) Tải trọng toăn phần
Tổng tải trọng phđn bụ́ trớn mặt phẳng bản chiếu nghỉ.
qcn =(pt t+ )= (3.6+2.751) = 6.351 (KN/m2). 4.4.3. Tớnh cốt thĩp bản thang vă bản chiếu nghỉ
* ễ bản thang
Qui tải trọng phđn bụ́ trớn mặt phẳng bản thang (m2 theo phương xiớn ) về tải trọng vuụng góc với mặt phẳng bản.
* Bản chiếu nghỉ:
g= =2.751 (KN/m2).
p= = 1,23 = 3.6(KN/m2). Ta có bản tớnh thĩp:
- Kết quả tớnh toõn ụ săn bản kớ 4 cạnh: Phụ lục 2, bảng 1. - Kết quả tớnh toõn ụ săn bản dầm: Phụ lục 2, bảng 2.
4.4.4. Cốn thang C
a) ễ bản thang
Cụ́n thang gõc lớn dầm chiếu nghỉ vă dầm chđn thang (dầm chiếu tới) xem như hai đầu liớn kết.
Hình 4.3 Sơ đồ tớnh nội lực cụ́n thangb) Chọn kớch thước b) Chọn kớch thước
Kớch thước cụ́n thang có thể chọn sơ bộ theo cụng thức:
mm Chọn hc = 200mm. Chọn bc = 100mm. c) Xõc định tải trọng - Trọng lượng bản thđn cụ́n: g1= =1,1x25x0,1x (0,2-0,08) +1.3x16x(2x0.3+0.1-0.08)x0.015= 0.523 (KN/m). - Trọng lượng lan can : =0.3 (KN/m)
- Do ụ săn 1 truyền văo cụ́n C1: g3= (KN/m)
- Do ụ săn 2 truyền văo cụ́n C2: g’3= (KN/m) Tổng tải trọng tõc dụng theo phương thẳng đứng của cụ́n thang C1: