Đang tải... (xem toàn văn)
tính toán cầu thang đồ án công trình trường cao đẳng Công Nghệ Đà Nẵng
đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội Chơng : tính cầu thang 6.1 Số liệu tính toán Bậc thang đợc xây gạch đặc, mặt bậc đợc lát đá rửa granito dày cm Lan can cầu thang đợc làm thép inox , tay vịn gỗ Bêtông mác 300 có Rn = 130 KG/cm2 Rk = 8,8 KG/cm2 ThÐp nhãm AI cã Ra = 2100 KG/cm2; Ra® = 1700 KG/cm2 ThÐp nhãm AII cã Ra = 2800 KG/cm2 Chän s¬ bé kÝch thíc kÕt cÊu : + Sµn δ = cm + Cèn thang : 110 x 250 mm + DÇm chiÕu nghØ : 220x350 mm + DÇm chiÕu tíi : 220x400 mm δ = 18 6.1.1 Xác định sơ đồ kết cấu thang Sơ đồ kết cấu thang nh hình vẽ : dct b1 dcn C1 b2 b1 Hình 6.1.mặt kết cấu thang 6.2 Tính toán thang( Bản B1 ) 6.2.1 Kích thớc thang Bản thang đặt ngiêng góc = 360 so với phơng sàn, kích thớc lần lợt theo hai phơng : l2 = XÐt tû sè : 2,45 = m l1 = 1,4 m cos 36 l2 = = 2,14 > nên thang làm việc theo loại dầm kê tự l1 1,4 Nhịp tính toán : ltt = l1 = 1,4m, 6.2.2 Xác định tải trọng tính toán tác dụng lên thang Tải trọng tác dụng lên thang gồm hai thành phần : Svth : vũ thị mai lớp : XDd47-đh2 13 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội +Tĩnh tải phụ thuộc vào cấu tạo lớp sàn +Hoạt tải , tra theo TCVN 2737-1995 TÜnh t¶i : B¶ng 6.1 TảI trọng tính toán Các lớp cấu tạo n gtt KG/m2 1,3 52,39 1,1 1,1 1,3 176,75 220 35,1 484,24 - Lớp vữa láng dày 2cm , = 1800 KG/m3 ( b + h ) × 0,02 ×1800 b2 + h2 - BËc g¹ch : = (1,4 +0,18).0,02.1800 1,4 +0,18 b × h ×1800 2× b +h 2 = 1,4.0,18.1800 × 1,4 + 0,18 hb ì2500 - Bản BTCT dày cm : - Vữa trát dày 1,5 cm : 0,015 ì1800 = 27 KG / m Tổng Hoạt tải phân bố trªn thang lÊy theo TCVN 2737 – 1995 Pb = Pbc × n = 300 ×1,2 = 360 KG / m qb = g +p = 484,24 + 360 = 844,24 KG/m2 Tải trọng vuông góc với thang g©y uèn q* = qb xcos α = 844,24 x 0,809 = 683 KG/m2 6.2.3 Sơ đồ tính : + Cắt dải rộng m theo phơng cạnh ngắn Sơ đồ tính toán ô thang nh hình vẽ : 1.1.1 Hình 6.2 Sơ đồ tính toán thang (b1 ) 6.2.4 Nội lực tính toán Mômen dơng nhịp : M1 = q.l 683.1,4 = = 167,34 KGm 8 6.2.5 TÝnh toán cốt thép + Cốt thép chịu momen dơng : Chän a0 = cm => h0 = hb – a0 = cm Svth : vị thÞ mai lớp : XDd47-đh2 14 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hµ néi M1 167,34.100 A= = = 0,038 < Ad Rn bh0 130.100.6 Tính cốt đơn : = 0,5(1 + −2 A ) = 0,5(1 + −2.0,038 ) = 0,98 DiƯn tÝch cèt thÐp yªu cÇu : Fa = M1 167,34.10 = = 1,36cm Rah0 2100.0,98.6 Hàm lợng cốt thép : à% = Fa 1,36 = 100% = 0,23% > µ = 0,05% b.h0 100.6 Dïng thÐp φ6a200 cã fa = 1,41cm2 > Fatt = 1,36 cm2 + Cèt thÐp theo cÊu tạo : - Khi tính toán ta coi thang kê tự lên tờng lên cốn nhiên thực tế gối tựa xuất mômen âm thao cấu tạo ta phải đặt cốt thép chịu mômen để tránh cho có vết nứt làm tăng độ cứng tổng thể thang Lợng thép 50% diện tính cốt thÐp tÝnh to¸n F 'a = 0,5 Fa = 0,68 cm2 Chän cèt thÐp φ6a250 cã fa = 0,283.5 = 1,232 cm Chiều dài đoạn cốt thép từ mút cèt thÐp ®Õn mÐp têng l = 1 l = 1,4 = 0,175m Chän l =20 cm 8 - Cốt thép chịu mô men dơng thang phải đơc đặt thành lới, lợng cốt thép đợc đặt theo cấu tạo, chọn thép 6a250 6.3 Tính toán chiếu nghỉ ( B2 ) 6.3.1 Sơ đồ tÝnh : l 3,0 XÐt tû sè l = 1,65 =1,82 < => chiếu nghỉ kê bốn cạnh, làm việc theo phơng Coi kê tự lên bốn cạnh 6.3.2 Xác định tải trọng tính toán: +, Tĩnh tải : Bảng 6.2 tảI trọng tính toán chiếu nghỉ B2 Các lớp tạo thành Lớp vữa láng dày cm ; = 1800 KG/m2 Bản BTCT dày cm ; = 2500 KG/m2 Vữa trát dày 1,5 cm ; = 1800 KG/m2 Tỉng Svth : vị thÞ mai líp : XDd47-®h2 Ptc KG/m2 36 200 27 n 1,3 1,1 1,3 Ptt KG/m2 46,8 220 35,1 301,9 15 ®å án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội +, Hoạt tải : P = 300 x 1,2 = 360 KG/m2 => T¶i trọng toàn phần : q = g + p = 301,9 + 360 = 661,9 KG/m2 6.3.3 Néi lùc tÝnh toán Sơ đồ tính : mi m01 m02 mii mii m01 mi m02 Hình 6.3 Sơ đồ tính toán chiÕu nghØ ( B2 ) Néi lùc : Gäi M01 , M02 giá trị mô men dơng lớn ô bản, tác dụng theo phơng cạnh ngắn vµ dµi : ∗ Ta cã : M 01 = m × qb × l t2 Víi r= lt = 1,82 → Néi suy theo b¶ng 6.1 sách sàn BTCT l t1 toàn khối , ta đợc m = 0,091 => M01 = 0,091.662.1,652 = 164 KGm M02 = θ.M01 Trong ®ã θ = = 0,302 r2 M 01 = 164 = 49,5 KGm (1,82 ) => M02 = 0,302.49,5 = 14,94 = 15KGm 6.3.4 TÝnh to¸n cèt thÐp : + Cèt thÐp đặt theo phơng cạnh ngắn : Chọn chiều dày lớp b¶o vƯ a = cm → h0 = cm M 01 164.100 A= = = 0,035 < Ad = 0,255 Rn bh0 130.100.6 Tính cốt đơn : ( ) γ = 0,5 + − 2.0,035 = 0,98 DiƯn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt cho m dải : Svth : vũ thị mai lớp : XDd47-đh2 16 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hµ néi Fa = M 01 164.100 Fa 1,33 100% = 100% = 0,22% > µ = 0,1% = = 1,33cm µ = b.h0 100.6 Ra.γ h0 2100.0,98.6 Chọn 6a200 có Fa = 1,41cm2 + Cốt thép đặt theo phơng cạnh dài : Giả sử ta dùng thép φ6 Ta cã : h02 = h0 – 0,6 = - 0,6 = 5,4 cm M 02 15.100 A= = = 0,004 < Ad = 0,255 Rn bh0 130.100.5,4 Tính cốt đơn : ( ) ( ) γ = 0,5 + − A = 0,5 + − 2.0,004 = 0,998 DiÖn tÝch cốt thép cần thiết cho m dải : Fa = µ= M 02 15.100 = = 0,14cm Ra.γ h0 2100.0,998.5,4 Fa 0,14 100% = 100% = 0,012% < = 0,1% b.h0 100.5,4 => Đặt thép theo cấu tạo lấy = àmin = 0,1% => Fa = b.h µmin 100 = 100.5,4.0,1 = 100 0,54 cm2 Chän φ6a250 cã Fa = 1,13 cm2 > Ftta = 0,54 cm2 Những vùng ngàm vào tờng, dầm chiếu nghỉ có mômen âm tính toán bỏ qua, ta đặt cốt thép theo cấu tạo 6a250 Đoạn thẳng từ mút cốt thép đến : + MÐp têng : 1 l = ×1,65 = 0,2m 8 + MÐp dÇm : Chän l = 20 cm 1 l = 1,65 = 0,41m 4 Chän l = 40 cm 6.4 TÝnh cèn thang( C1 ) Chän tiÕt diÖn cèn b x h = 110 x 250 mm 6.4.1 T¶i träng : + Do thang truyền vào q1 = qb ì l1b 844,24.1,4 = = 591KG / m 2 + Do träng lợng lan can, tay vịn : lan can xây gạch thỴ 60 cao 90 cm q2 = 0,9x200x0,5 = 90 KG/m + Do trọng lợng thân cốn gồm có : - Do trọng lợng phần bê tông : q3 = 1,1 x 0,11 x 0,25 x 2500 = 75,6 KG/ m Svth : vị thÞ mai líp : XDd47-đh2 17 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội - Do trọng lợng vữa trát : ( = 1,5 cm ; γ = 1800 KG/m2 ) q4 = ( 0,11 + 0,25 ) x x 1800 x 0,015 x 1,3 = 25,3 KG/m => Tỉng t¶i träng tác dụng lên cốn là: qc = 591 + 90 + 75,6 +25,3 = 782 KG/m 6.4.2 Sơ đồ tính Cốn thang dầm đơn giản có liên kết ngàm đàn hồi hai đầu , để thiên an toàn ta coi cốn dầm đơn giản kê lên gối tựa hai đầu , chịu tải trọng phân bố Hình 6.4 Sơ đồ tính cốn thang 6.4.3 Nội lực : Thành phần gây mômen uốn M x qc.cos có phơng vuông góc với cốn ( bỏ qua thành phần q.sin song song víi cèn ) * qc = qc cos α = 782.0,809 = 632,7 KG / m M max = Qmax * qc l 632,7.32 = = 711,8 KG / m 8 * q c l 632,7.3 = = = 949,1KG 2 6.4.4 TÝnh to¸n cèt thÐp + Cèt däc : LÊy a = cm > h0 = h- a = 25 – = 22 cm A= M 711,8.100 = = 0,103 < Ad = 0,255 Rn bh0 130.11.22 Tính cốt đơn : ( ) ( ) γ = 0,5 + − A = 0,5 + − 2.0,103 = 0,946 Fa = M 71180 = = 1,22cm Ra.γ h0 2800.0,946.22 Chän 1φ16 cã Fa = 2,011 cm2 Chọn 114 làm cốt cấu tạo Svth : vũ thị mai lớp : XDd47-đh2 18 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quèc tÕ hµ néi a bv = a − d 1,6 =3 = 2,2 > 2cm 2 Đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ + Cốt đai : Cốt đai dùng thép dạng nhánh Đoạn đầu dầm có giá trị lực cắt lớn 1094,5 KG ; ta kiểm tra điều kiện hạn chế : Kiểm tra theo khả chịu cắt bê tông Q= Q = k1 Rk bh0 Với dầm k1 = 0,6 k1 Rk bh0 = 0,6.10.11.22 = 1452 KG > Qmax = 949,1KG => => Đặt cốt đai theo cấu tạo Kiểm tra điều kiện để đảm bảo cho bê tông không bị phá hoại theo ứng suất nÐn chÝnh Q ≤ k Rn bh0 k Rn bh0 = 0,35.130.11.22 =11011KG > Qmax = 949,1KG => Không phải chọn lại tiết diện Đặt cốt đai theo cấu tạo với khoảng cách : Đoạn đầu dầm : 3040 l= = 76cm cã 4 h u ct = va15cm = 12,5cm → chọn uct = 12 cm Đoạn dÇm : u ct = min 3h ;50 = 18,7cm → Chän uct = 18 cm 6.5 TÝnh dÇm chiÕu tíi ( DCT ) Chän tiết diện dầm b x h = 220 x 300 mm 6.5.1 , Sơ đồ tính : Coi dầm làm việc sơ đồ dầm đơn giản chịu tải trọng từ ô sảnh tầng ( S4 ) trọng cốn thang truyền vào dới dạng lực tập trung 6.5.2 Tải trọng tác dụng Hình 6.5 Sơ đồ tính toán dầm chiếu tới (DCT) + Lực tập trung cèn trun vµo P1 = 949,1 Qc = 0,809 = 1173,2 KG cos α + T¶i träng b¶n chiÕu tíi S4 trun vµo gåm : Svth : vị thị mai lớp : XDd47-đh2 19 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội - Tĩnh tải : g1 = 4,4.517,7 = 1125 KG/m - Hoạt tải : q1 = 4,4.357,5 =686,5 KG/m T¶i träng b¶n chiÕu tới truyền vào dầm chiếu tới : P2 = 1125 + 786,5 = 1711,5 KG/m + Do träng lỵng thân dầm : - Do trọng lợng phần bê t«ng : g1 = 0,22 x 0,4 x 2500 x 1,1 = 242 KG/ m - Do träng lỵng cđa vữa trát : ( = 1,5 cm ; = 1800 KG/m2 ) g2 = ( 0,22 + 0,4 ) x x 1800 x 0,015 x 1,3 = 43,5 KG/m => Tổng tải trọng phân bố tác dụng vào dầm là: P = 1711,5 + 242 + 43,5 = 1997 KG/m Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm P1 = 1173,2 KG/m 6.5.3 Nội lực : + Phản lực gối : Va+ Vb= q.l + 2.P1 = 8037,4 KG ∑Ma= => q.l + P 1,4 + P 1,6 −Vb = 1 VB = VA = 4018,7 KG Mmax = ql + 0,1.P −V A = 3,78 KGm Qmax = Vb =VA = 4108,7 KG 6.5.4 TÝnh thÐp : + Cèt däc : LÊy a = cm > h0 = h- a = 30 – = 27 cm A= TÝnh cèt ®¬n : ( M 4108,7.100 = = 0,197 < Ad Rn bh0 130.22.27 ) ( ) γ = 0,5 + − A = 0,5 + − 2.0,197 = 0,889 Fa = µ= M 410870 = = 6,11cm Ra.γ h0 2800.0,889.27 Fa 6,11 100% = 100% = 1,03 > µ = 0,15% bh0 22.27 Chän 2φ20 cã Fa = 6,28 cm2 > Ftta = 6,11 cm2 Chän φ 14 lµm cèt cấu tạo + Tính cốt đai Svth : vũ thị mai lớp : XDd47-đh2 20 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội Kiểm tra điều kiện hạn chế đảm bảo cho bê tông không bị phá hoại tiết diƯn nghiªng øng st nÐn chÝnh Q ≤ k Rn bh0 k Rn bh0 = 0,35.130.22.27 = 27027 KG > Qmax = 4108,7 KG Không phải chọn lại tiết diện Kiểm tra theo khả chịu cắt bê tông Q = k1 Rk bh0 Với dầm k1 = 0,6 => Tính toán cốt đai : Đoạn ®Çu dÇm : k1 Rk bh0 = 0,6.10.22.27 = 3564 KG < Qmax l = 85cm cã Q = 4108,7 KG : qd = Q2 4108,7 = = 13,16 KG / cm Rk b.h0 8.10.22.27 Chọn đai 6,fđ = 0,283 cm2, nhánh, n = 2, thÐp AI cã Ra® = 1700 KG/cm2 u tt = Rad n f d 1700.2.0,283 = = 73,2cm qd 13,16 Theo yêu cầu cấu tạo với h =30cm cã u ct = min ;15cm → u ct = 15cm h Đoạn dầm : 3h uct = min ;50cm = 30cm → uct = 30cm + TÝnh cốt treo Chỗ cốn thang kê lên dầm chiếu tới phải gia cố thêm cốt treo Khoảng bố trí cốt treo bên lấy bề rộng cốn 110mm Cốt treo đợc bố trí dới dạng cốt đai hai nhánh Lực tập trung cốn truyền lên dầm chiếu tới P = 1173,2 KG DiƯn tÝch cèt treo cÇn thiÕt Ftr = P 1173,2 = =0,69 cm2 Dù kiÕn dïng ®ai φ6, Ra 1700 = 2, sè cèt treo cần thiết n1 = f a = 0,283, hai nh¸nh n Ftr 0,69 = 2.0,283 = 1,2 Bè trí cốt treo 26a50 bên nf d cốn khoảng bề rộng b = 110 mm 6.6 Tính dầm chiếu nghỉ ( Dcn ) Chọn tiết diện dầm b x h = 220 x 300 mm 6.6.1 S¬ ®å tÝnh : Svth : vị thÞ mai líp : XDd47-đh2 21 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội Hình 6.6 Sơ đồ tính toán dầm chiếu nghỉ (DCN) 6.6.2 Tải trọng tác dụng: + Tải trọng chiếu nghỉ truyền vào, chiếu nghỉ có kích thớc lxb = 3x1,65m T¶i träng tõ b¶n chiÕu nghØ trun vào dầm CN nh hình vẽ : Dầm chiếu nghỉ Hình 6.7 Sơ đồ truyền tải từ chiếu nghỉ vào dầm chiếu nghỉ Để đơn giản tính toán ta quy tải phân bố hình thang thành tải phân bố Đối với chiếu nghỉ có kích thớc nh hình vẽ ta có : qtđ = (1 - 22 + 3)q1 Trong : q1 lực phân bố khoảng nhịp = 0,5.l1 0,5.1650 = = 0,275, với l1, l2 lần lợt cạnh ngắn, dài ô l2 3000 qtđ = (1 - 2β2 + β3)q1 = (1 - 2.0,2752 + 0,2753) 661,9.1,65 = 475 KG/m + Lùc tËp trung cèn trun vµo P1 = 949,1 Qc = 0,809 = 1173,2 KG cos + Do trọng lợng thân dầm gồm có : - Do trọng lợng phần bê t«ng : g1 = 0,22 x 0,30 x 2500 x 1,1 = 211,75 KG/ m - Do träng lỵng cđa vữa trát : ( = 1,5 cm ; = 1800 KG/m2 ) g2 = ( 0,22 + 0,30 ) x x 1800 x 0,015 x 1,3 = 40 KG/m => Tổng tải trọng phân bố tác dụng vào dầm là: q = 475 + 211,75 + 40 = 727 KG/m Svth : vị thÞ mai líp : XDd47-đh2 22 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội Tải trọng tập trung tác dụng lên dầm gồm có lực có giá trị P = P = 1173,2 KG đặt vị trí 1,4 1,6 m so với mút đầu dầm 6.6.3 Nội lực : Dùng phơng trình cân nội lực nh dầm chiếu tới ta xác định đợc nội lực dÇm CN nh sau : VA = VB = 2,26 T, Mmax = 2,46 Tm, Qmax = VA = VB = 2,26 T 6.6.4 TÝnh thÐp : + Cèt däc : LÊy a = cm > h0 = h- a = 30 – = 27 cm A= Tính cốt đơn : M 2,46.10 = = 0,118 < Ad Rn bh0 130.22.27 ( ) ( ) γ = 0,5 + − A = 0,5 + − 2.0,118 = 0,937 Fa = µ= M 246000 = = 3,47cm Ra.γ h0 2800.0,937.27 Fa 3,47 100% = 100% = 0,59% > µ = 0,15% bh0 22.27 Chän 2φ16 cã Fa = 4,02cm2 chạy dài hết dầm , cốt thép cấu tạo đặt 214 + Tính cốt đai *, Kiểm tra điều kiện hạn chế đảm bảo cho bê tông không bị phá hoại tiết diện nghiêng ứng suÊt nÐn chÝnh Q ≤ k Rn bh0 k Rn bh0 = 0,35.130.22.27 = 27027 KG > Qmax = 2260 KG => Không phải chọn lại tiết diện *, Kiểm tra theo khả chịu cắt bê tông Q k1 Rk bh0 Với dầm k1 = 0,6 k1 Rk bh0 = 0,6.10.22.27 = 3564 KG > Qmax = 2260 KG => Đặt cốt đai theo cấu tạo - Đoạn đầu dầm : l = 85cm h u ct = min ;15cm u ct = 15cm - Đoạn dầm : 3h uct = ;50cm = 26,25cm → u ct = 25cm + TÝnh cèt treo Svth : vị thÞ mai lớp : XDd47-đh2 23 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội Chỗ cốn thang kê lên dầm chiếu tới phải gia cố thêm cốt treo Khoảng bố trí cốt treo bên lấy bề rộng cốn 110mm Cốt treo đợc bố trí dới dạng cốt đai hai nhánh Lực tập trung cốn truyền lên dầm chiếu tới P = 1173,2 KG DiƯn tÝch cèt treo cÇn thiÕt Ftr = P 1173,2 = =0,69 cm2 Dù kiÕn dïng ®ai φ6, Ra 1700 = 2, sè cèt treo cần thiết n1 = f a = 0,283, hai nh¸nh n Ftr 0,69 = 2.0,283 = 1,2 Bè nf d trí cốt treo 26a50 bên cốn kho¶ng bỊ réng b = 110 mm Svth : vị thị mai lớp : XDd47-đh2 24 ... = 683 KG/m2 6.2.3 Sơ đồ tính : + Cắt dải rộng m theo phơng cạnh ngắn Sơ đồ tính toán ô thang nh hình vẽ : 1.1.1 Hình 6.2 Sơ đồ tính toán thang (b1 ) 6.2.4 Nội lực tính toán Mômen dơng nhịp :... = 220 x 300 mm 6.6.1 Sơ đồ tÝnh : Svth : vị thÞ mai líp : XDd47-đh2 21 đồ án tốt nghiệp khoá 2006-2011 đề tài : trung tâm công nghệ quốc tế hà nội Hình 6.6 Sơ đồ tính toán dầm chiếu nghỉ (DCN)... , Sơ đồ tính : Coi dầm làm việc sơ đồ dầm đơn giản chịu tải trọng từ ô sảnh tầng ( S4 ) trọng cốn thang truyền vào dới dạng lực tập trung 6.5.2 Tải trọng tác dụng Hình 6.5 Sơ đồ tính toán dầm