Cầu thang là phương tiện giao thơng chính thứ 2 sau thang máy của giao thơng đứng của cơng trình, được hình thành từ các bậc liên tiếp tạo thành vế thang, các vế thang nói với nhau bằng chiếu nghỉ, chiếu tới để tạo thành cầu thang. Cầu thang là yếu tố quan trọng về công dụng và nghệ thuật kiến trúc, phịng cháy chữa cháy.
Vị trí: Cầu thang bộ nằm giữa trục 3-3’ và A-B có kích thước (2800x3300)mm, lựa chọn số bậc cho cầu thang thiết kế thuộc tầng điển hình là 21 bậc (theo kiến trúc)
Hình dáng: cầu thang dạng 3 vế gấp khúc vng hình chữ U Sử dụng kết cấu bản chịu lực
Chiều cao tầng điển hình: Htầng = 3,6m
Chiều cao và bề rộng của các vế thang (theo kích thước đúng của kiến trúc):
- Vế thang 1;3: chiều cao 1543 mm và rộng 1050 mm
- Vế thang 2: chiều cao 514 mm và rộng 1100 mm
- Sàn chiếu nghĩ có kích thước 1,05 x 1,1 m
Số bậc: 21 với kích thước bậc thang:
- Chiều rộng : lb = 250 mm
- Chiều cao : hb = 171 mm
Độ dốc cầu thang: α = (tanα)−1 hb
= 34,37
lb
4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH GVHD: TH.S TRẦN QUỐC M Ặ T Đ Ứ N G H ÌN H M Ặ T B Ằ N G K IẾ N T R Ú C T Ầ N G Đ IỂ N
4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
CẤU TẠO BẬC THANG
MẶT BẰNG CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH (2-3)
4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
MẶT CẮT CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH ( tầng 2-3)
Sơ bộ kích thước cầu thang:
- Sơ bộ chiều dày bản thang với nhịp tính tốn: Lthang = 3300 (mm)
h ÷bt
Vậy ta chọn =
- Sơ bộ dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới (dầm liên kết với cột, nhịp 2800 mm)
h = ( 1 ÷ 1
Do nhịp cầu thang nằm bên cạnh nhịp dài 6m có kích thước tiết diện là 200x400mm nên ta chọn h = 300 mm để tiết diện dầm không bị giảm đột ngột.
b = (1 ÷ 2 ) h = 1 ÷ 2 ) ì) 300 = (150 ữ 2 ( 32 200 mm 3 Chọn b = 200 mm
Vậy tiết diện dầm chiều nghĩ, dầm chiếu tới là 200x300 mm.
4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC VẬT LIỆU SỬ DỤNG : Bê tông: (theo TCVN 5574: 2012): B20 Rb = 11,5.105 daN/m2 = 11500 kN/m2 Rbt = 0,9.105 daN/m2 = 900 kN/m2 Eb = 27.108 daN/m2 = 27.106 kN/m2 Cốt thép (theo TCVN 5574: 2012): AI và AIII - Cốt thép loại AI (Ø < 10mm) có: Rs = Rsc = 225.105 daN/m2 = 225000 kN/m2 Rsw = 175.105 daN/m2 = 175000 kN/m2 Es = 21.109 daN/m2 = 21.107 kN/m2
- Cốt thép loại AII (cho bản thang, Ø ≥
10mm) có: Rs = Rsc = 280.105 daN/m2 =
280000 kN/m2 Rsw = 225.105 daN/m2 =
225000 kN/m2
Es = 21.109 daN/m2 = 21.107 kN/m2
- Cốt thép loại AIII (cho dầm Ø ≥ 10mm) có:
Rs = 365.105 daN/m2 = 365000 kN/m2 Rsc = 225.105 daN/m2 = 225000 kN/m2 Rsw = 290.105 daN/m2 = 290000 kN/m2 Es = 20.109 daN/m2 = 20.107 kN/m2 Vật liệu khác: Đá ốp: γ = 20 kN/m2 Vữa: γ = 18 kN/m2 Gạch: γ = 18 kN/m2 a.Xác định tải trọng: 4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
Bản chiếu nghỉ:
- Tĩnh tải :
Trọng lượng bản thân của các lớp cấu tạo chiếu nghỉ
4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
g1 = ∑(ng,i × γi × δi) × 1(m)
Trong đó :
ng,i – hệ số độ tin cậy về tải trọng của lớp thứ i γi – trọng lượng riêng của lớp thứ i
δi – chiều dày của lớp thứ i
Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sau:
Stt
1 2 3 4
Tải hồn thiện (khơng kể tải bản sàn):
- Hoạt tải:
Ta có: ptc = 3 kN/m2; n = 1,2 (Theo TCVN 2737 – 1995, bảng 3) Vậy hoạt tải tính tốn là:
ptt = ptc × n × 1(m) = 3 × 1,2 × 1 = 3,6 (kN/m )
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn chiếu nghỉ trên 1m dài (có kể tải trọng bản sàn):
q = 4,034 + 3,6 = 7,634 (kN/m)
Tổng tải trọng tác dụng lên sàn chiếu nghỉ trên 1m dài (có kể tải trọng bản sàn):
q = 1,11 + 3,6 = 4,71 (kN/m)
Bản nghiêng:
(với cos
- Tổng tải trọng tác dụng lên bản nghiêng (có kể tải trọng bản sàn):
γ q = ( bt γ 25 × 1,1 × 0,1 = 0,171 4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
-Tổng tải trọng tác dụng lên bản nghiêng (không kể tải trọng bản sàn) :
4 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG γtb × 1,1 × hbậc q = ( p = ( b. Sơ đồ tính tốn:
Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì cột và dầm được thi cơng từng tầng, bản thang là kết cấu độc lập được thi cơng sau. Chính vì vậy, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang và dầm thang, vách, cũng như việc neo thép đúng theo sơ đồ tính đã thiết kế
Tuy nhiên trong thực tế khơng có liên kết khớp hồn tồn cũng khơng có liên kết ngàm tuyệt đối. Liên kết giữa bản thang với dầm chiếu tới là liên kết trung gian giữa ngàm và khớp. Nếu quan niệm là liên kết ngàm mà thi cơng khơng đảm bảo tính tồn khối và chiều dài neo thép sẽ dẫn đến sai sơ đồ tính mơmen nhịp tăng thiếu thép bụng, dư thép gối dẫn đến kết cấu bị phá hoại. Nếu quan niệm là liên kết khớp sẽ thiếu thép gối, dư thép bụng dẫn đến kết cấu sẽ bị nứt tại gối (hình thành khớp dẻo) và tiến gần về sơ đồ khớp.
Cầu thang có cấu tạo dạng bản chịu lực có 3 vế, trong đó:
- Vế 1, vế 3 có sơ đồ tính là dầm đơn giản, gối lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới.
- Vế 2 chọn sơ đồ tính là dầm côn xông, một đầu ngàm vào dầm chiếu nghỉ, một đầu tự
do.
- Dầm chiếu nghỉ hình chữ z có sơ đồ tính là dầm đơn giản có gối tựa là cột
SƠ ĐỒ TÍNH VẾ 1
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC SƠ ĐỒ TÍNH VẾ 2 SƠ ĐỒ TÍNH VẾ 3 c. Xác định nội lực: Vế 1: PHẢN LỰC VẾ 1 5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC BIỂU LỰC CẮT 2-2 VẾ 1 BIỂU ĐỒ MOMEN 3-3 VẾ 1 Vế 2: PHẢN LỰC VẾ 2 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT 2-2 VẾ 2 BIỂU ĐỒ MOMEN 3-3 VẾ 2 5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC Vế 3: PHẢN LỰC VẾ 3 BIỂU ĐỒ LỰC CẮT 2-2 VẾ 3 BIỂU ĐỒ MOMEN 3-3 VẾ 3 d. Tính tốn cốt thép:
Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γb = 1.
Sử dụng bê tông với cấp độ bền B20, cốt thép loại AII có:
ξR = 0,623
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC αR = 0,429 Giả thiết: a = 20 mm => ho = hs − a = 100 − 20 = 80 (mm) Tính: M αm = Rb. b. ho2
Kiểm tra điều kiện: αm ≤ αR = 0,429 Từ đó tính: ξ = 1 − √1 − 2αm
Diện tích cốt thép:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ =
μmin = 0,05% < μ < μmax = ξR Bảng tính và chọn cốt thép cho sàn: Tiết diện Vế Nhịp thang 1 Gối và 3 Vế Gối thang 2
Thiết kế cầu thang bao gồm dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới, trong đó dầm chiếu tới thuộc hệ khung khơng cần tính lại.
Tải trọng tác dụng:
Bao gồm:
- Phản lực của các vế thang;
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
- Trọng lượng bản thân dầm chiếu nghỉ.
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
Khi giải mơ hình 2D chỉ xét phản lực của các vế thang và tải trọng tường xây trên dầm, do trọng lượng bản thân dầm đã được tự động tính trong phần mềm.
Khi giải mơ hình 3D ta chỉ xét tải trọng tường xây lên dầm, do phản lực của các vế thang và trọng lượng bản thân dầm chiếu nghỉ đã được phần mềm (SAP2000) tự động tính tốn trong phần mềm.
Phản lực của các vế thang:
Có giá trị bằng phản lực tại gối (của vế 1 và vế 3) hay ngàm (của vế 2) của các vế thang gác lên dầm chiếu nghỉ. Phản lực từ vế 1, vế 3 gán lên đoạn dầm nằm ngang, từ vế 2 gán lên đoạn dầm nghiêng (gán với tải phân bố đều do khi tính tốn cắt 1 dải bản rộng 1m để tính). Giá trị này được lấy từ mục 3.3 sau khi đã chạy phần mềm giải ra phản lực và có giá trị lần lượt là 15,02 kN/m (tại vế 1, vế 3) và 10,37 kN/m (tại vế 2).
Tải trọng tường xây:
Tính tốn theo cơng thức: gtt = γkhối xây × δt × 1,1 × ht
Trong đó: γkhối xây = 18 kN/m3;
δt là chiều dày tường, ở đây là tường dày 100 mm = 0,1 m (theo kiến trúc); ht = (h − hdầm); dầm có kích thước (200 × 300) mm
- Đoạn nằm ngang (dầm chiếu nghỉ vế 1):
gtt = 18 × 0,1 × 1,1 × (2,057 − 0,3) = 3,479 (kN/m)
- Đoạn nằm ngang (dầm chiếu nghỉ vế 3):
gtt = 18 × 0,1 × 1,1 × (1,543 − 0,3) = 2,461 (kN/m)
- Đoạn dầm nghiêng:
g
Trọng lượng bản thân dầm:
Do dầm chiếu tới thuộc hệ khung nên khơng cần tính lại.
Bảng tổng hợp giá trị tải trọng tác dụng:
Đoạn nằm ngang chiếu nghỉ 1
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG
Đoạn nằm ngang chiếu nghỉ 3 Đoạn nghiêng
Sơ đồ tính:
Dầm chiếu nghỉ hình chữ z có sơ đồ tính là dầm đơn giản có gối tựa là cột
SƠ ĐỒ TÍNH DẦM CHIẾU NGHỈ
Xác định nội lực:
BIỂU ĐỒ LỰC CẮT 2-2 DẦM CHIẾU NGHỈ
BIỂU ĐỒ MOMEN 3-3 DẦM CHIẾU NGHỈ
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
Tính tốn cốt thép cho dầm:
Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γb = 1.
Sử dụng bê tông với cấp độ bền B20, cốt thép loại AIII có:
ξR = 0,59 αR = 0,416 Giả thiết: a = 30 mm => ho = hd − a = 300 − 30 = 270 (mm) Tính tốn cốt thép chịu lực: -Tính: αm
-Kiểm tra điều kiện: αm ≤ αR = 0,416 -Từ đó tính: ξ = 1 − √1 − 2αm
-Diện tích cốt thép:
AS
RS
-Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ = AS chọn × 100% μ =0,05%<μ< μ min Bảng tính và chọn cốt thép cho dầm chiếu nghỉ: Tiết diện Nhịp
Gối Đặt cấu tạo với
hàm lượng μ = 0,4%
Tính tốn cốt thép đai:
-Ta có: Qmax = 25,85 kN
-Kiểm tra điều kiện độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên và điều kiện chịu cắt của bê tông: 0,6Rbtbdho ≤ Q ≤ 0,33Rbbdho
Qmax = 25,85 kN < 0.6 × Rbtbh0 = 0,6 × 0,9 × 103 × 0,2 × 0,27 = 29,16 kN
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
Chọn số nhánh cốt đai n = 2, đường kính cốt đai ϕđ = 6 (aSW = 0,283 cm2)
Diện tích tiết diện cốt đai: Asw = n × asw = 2 × 0,283 = 0,566 (cm2)
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
Vùng gần gối tựa - đoạn
L/4 đầu dầm: Với hd = 300 mm ≤ 450 mm: 1 sct ≤ min {2 hd; 150} = min{150; 150} = 150 mm Chọn s1 = 150 mm Đoạn giữa dầm : 2 = s s ≤ min { h tk 2 Chọn s2 = 200 mm 5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CÔNG GVHD: TH.S TRẦN QUỐC
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
TIỂU LUẬN CUỐI KỲ: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG GVHD: TH.S TRẦN
QUỐC
III.2. BỘ PHẬN MĨNG CƠNG TRÌNH:
III.2.1 Lý thuyết tính tốn:
Dựa trên TCVN 10304:2014 “Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế” 7. Thiết kế móng cọc
7.1. Những chỉ dẫn cơ bản về tính tốn
7.1.1.Nền và móng cọc phải được tính tốn theo các trạng thái giới hạn: a) Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất
gồm: - Theo cường độ vật liệu cọc và đài cọc;
- Theo sức kháng của đất đối với cọc (sức chịu tải của cọc theo đất); - Theo sức chịu tải của đất nền tựa cọc;
- Theo trạng thái mất ổn định của nền chứa cọc, nếu lực ngang truyền vào nó đủ lớn (tường chắn,
pháp kết cấu để có thể lường trước và ngăn ngừa chuyển dịch của móng. b) Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai gồm:
dốc h
- Theo độ lún nền tựa cọc và móng cọc chịu tải trọng thẳng đứng (xem 7.4);
- Theo chuyển vị đồng thời của cọc với đất nền chịu tác dụng của tải trọng ngang và momen (xem Phụ lục A);
- Theo sự hình thành hoặc mở rộng các vết nứt cho các cấu kiện bê tơng cốt thép móng cọc
7.1.3. Tải trọng và tác động đưa vào tính tốn, các hệ số tin cậy của tải trọng cũng như các
tổ hợp tải trọng phải lấy theo u cầu của TCVN 2737:1995.
7.1.4. Khi tính cọc, móng cọc và nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất phải tính với các tổ
hợp cơ bản và tổ hợp đặc biệt của tải trọng tính tốn, khi tính theo trạng thái giới hạn thứ hai thì tính với các tổ hợp cơ bản của tải trọng tiêu chuẩn.
7.1.5. Các tải trọng và tác động, các tổ hợp tải trọng và hệ số tin cậy của tải trọng khi tính
móng cọc của cầu và cơng trình thủy được lấy theo u cầu của các tiêu chuẩn ngành.
7.1.6. Tất cả các phép tính tốn cọc, móng cọc và nền móng phải dùng các đặc trưng tính
tốn của vật liệu và đất nền.
Trị số tính tốn về đặc trưng vật liệu làm cọc và đài cọc cần lấy theo yêu cầu của TCVN 5574:2012. Trị số tính tốn về đặc trưng đất nền phải xác định theo chỉ dẫn của TCVN 9362:2012,
TCVN 9351:2012 và TCVN 9352:2012, cịn trị số tính tốn của hệ số nền bao quanh cọc Cz
lấy theo chỉ dẫn của Phụ lục A.
5 SVTH: HUỲNH NGỌC DIỄM LINH – MSSV:
Cường độ sức kháng của đất nền dưới mũi cọc qb và trên thành cọc fi xác định theo chỉ dẫn trong 7.2, 7.3 và Phụ lục G.
Khi có kết quả khảo sát hiện trường được tiến hành đúng theo yêu cầu trong 7.3, việc xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền cần kể đến số liệu xuyên tĩnh, xuyên tiêu chuẩn, hoặc theo số liệu thử cọc chịu tải trọng động. Trong trường hợp có kết quả thử cọc chịu tải trọng tĩnh thì sức chịu tải