CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ
2.3. TÍNH TOÁN BẢN THANG
Cắt một dãy có bề rộng b=1m để tính. Vì trong công trình có hai vế cầu thang với vế 1 bằng L1 + lb, vế 2 bằng L2 nên ta chỉ tính cho vế 1, rồi lấy kết quả tương tự cho vế còn lại.
Một số quan niệm tính toán cầu thang và bất cập của nó
Xét tỷ số hd/hs:
+ Nếu hd/hs <3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là khớp;
+ Nếu hd/hs ≥ 3 thì liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là ngàm.
Trên đây là quan niệm tính trong một số sách giáo trình tham khảo. Tuy nhiên trên thực tế tính toán cầu thang có một số bất cập trong sơ đồ tính toán như sau:
Trong kết cấu bê tông toàn khối thì không có liên kết nào hoàn toàn là ngàm tuyệt đối và liên kết khớp tuyệt đối. Liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ là liên kết bán trung gian giữa liên kết ngàm và khớp; nó phụ thuộc vào độ cứng tương quan giữa bản thang và dầm chiếu nghỉ, nếu hd/hs
<3 thì gần là liên kết khớp và ngược lại. Do đó:
+ Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là ngàm thì dẫn đến thiếu thép bụng và dư thép gốikết cấu bị phá hoại do thiếu thép tại bụng bản thang.
+ Trong trường hợp nếu liên kết giữa bản thang với dầm chiếu nghỉ được xem là khớp thì dẫn đến thiếu thép gối và dư thép bụngkết cấu không bị phá hoại mà chỉ gây nứt tại gối (do thiếu thép gối) và trở dần về sơ đồ khớp. Tuy nhiên trong thực tế thì nếu cầu thang bị nứt tại gối thì dẫn đến các lớp gạch lót sẽ bong nên không cho phép nứt cầu thang trong thiết kế.
o Trong kết cấu nhà nhiều tầng thì cột và dầm được thi công từng tầng, bản thang là kết cấu độc lập được thi công sau cùng. Chính vì vậy, rất khó đảm bảo độ ngàm cứng của bản thang và dầm thang (việc này rất hay xảy ra trong quá trình thi công ngoài công trường).
o Cầu thang bộ là một trong những hệ thống giao thông đứng trong công trình, khi xảy ra sự cố bất thường như cháy nổ, hoả hoạn, động đất… thì nơi đây chính là lối thoát hiểm duy nhất (thang máy sẽ không được dùng trong những trường hợp này), và khi đó tải trọng sẽ có thể tăng hơn những lúc bình thường rất nhiều, vì thế tính an toàn của cầu thang cần được đảm bảo tối đa
Kết luận
Từ những phân tích trên, để tính toán thiên về an toàn, đảm bảo khả năng sử dụng khi công trình chịu tải bất lợi nhất.
Sinh viên chọn 4 sơ đồ đề tính toán và tiến hành lấy giá trị moment lớn nhât trong 4 trường hợp để bố trí thép tại gối và nhịp.Nhưng vẫn bố trí thép cấu tạo trên gối để chống nứt cho cầu thang .
a. Tính cốt thép Vế 1:
Sơ đồ tính 1
Hình 2.5 Sơ đồ tính bản thang vế 1 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.6 Nội lực bản thang vế1 (đơn vị: daN.m) Sơ đồ tính 2
Hình 2.7 Sơ đồ tính bản thang vế 1 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.8 Nội lực bản thang vế 1 (đơn vị: daN.m) Sơ đồ tính 3
Hình 2.9 Sơ đồ tính bản thang vế 1 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.10 Nội lực bản thang vế 1 (đơn vị: daN.m) Sơ đồ tính 4
Hình 2.11 Sơ đồ tính bản thang vế 1 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.12 Nội lực bản thang vế 1 (đơn vị: daN.m)
Giải mô hình SAP, giá trị lớn nhất trong 2 sơ đồ là:
Mnhịp Max = 2853.45 (daN.m) Mgối Max = 1096 (daN.m)
Tính cốt thép Giải nội lực ta được:
Chọn a=1.5 cm h0 h a 15 1.5 13.5 cm
Mome n
Giá trị
M ho b
m
As
Chọ
n thép As
(daN.m
) (cm) (cm
)
(cm2
)
a (m.m
)
chọn
M nhịp 2853.45 13.5 100 0.09 0.10 9.87 12 100 11.31 0.84
M gối 1096 13.5 100 0.04 0.04 3.67 10 200 3.93 0.29
Bảng 2.3: Bảng tính cốt thép bản thang cho Vế 1 Thép cấu tạo chọn 6a200.
b. Tính cốt thép Vế 2:
Sơ đồ tính 1
Hình 2.13 Sơ đồ tính bản thang vế 2 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.14 Nội lực bản thang vế 2 (đơn vị: daN.m) Sơ đồ tính 2
Hình 2.15 Sơ đồ tính bản thang vế 2 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.16 Nội lực bản thang vế 2 (đơn vị: daN.m) Sơ đồ tính 3
Hình 2.17 Sơ đồ tính bản thang vế 2 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.18 Nội lực bản thang vế 2 (đơn vị: daN.m) Sơ đồ tính 4
Hình 2.19 Sơ đồ tính bản thang vế 2 (đơn vị: daN/m)
Hình 2.20 Nội lực bản thang vế 2 (đơn vị: daN.m) Giải mô hình SAP, giá trị lớn nhất trong 2 sơ đồ là:
Mnhịp Max =2853.45 (daN.m) Mgối Max = 1096 (daN.m)
Tính cốt thép Giải nội lực ta được:
Chọn a=1.5 cm h0 h a 15 1.5 13.5 cm
Mome n
Giá trị
M ho b
m
As
Chọ n thép
As
(daN.m
) (cm) (cm
)
(cm2
)
a (m.m
)
chọn M
nhịp
2853.4
5 13.5 100 0.0
9
0.1
0 9.87 12 100 11.3
1 0.84
M gối 1096 13.5 100 0.0
4
0.0
4 3.67 10 200 3.93 0.29
Bảng 2.4: Bảng tính cốt thép bản thang cho Vế 1 Thép cấu tạo chọn 6a200.