Đang tải... (xem toàn văn)
cách tính toán cầu thang dễ hiểu nhất, có ví dụ tính toán cầu thang, giúp cho các bạn sinh viên, kỹ sư kết cấu hiểu cách tính toán càu thang, khi hiểu được bản chất tính toán cầu thang, các bạn sẽ biết được cách tính toán các loại mô hình cầu thang phức tạp hơn.
CHƯƠNG 3: 3.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẦU THANG Mặt cầu thang Hình 3.1 Mặt cầu thang tầng điển hình Cầu thang tầng điển hình cầu thang dạng hai vế với cấu tạo sau: Vế thang có 25 bậc thang, bào gồm vế thang, vế có 12 bậc thang, vế có 12 bậc thang, vế có 13 bậc thang, kích thước bậc có kích thước sau: L × H = 300 × 150 mm Sử dụng kết cấu cầu thang dạng chịu lực để tính tốn thiết kế 3.2 Chọn sơ kích thước Chọn sơ chiều dày thang: 150 mm Chọn sơ kích thước dầm cầu thang (dầm chiếu nghỉ): L0 5800 446(mm) 10 �13 13 h 400 b 200(mm) �3 h 3.3 Chọn h×b=400×200(mm) Tải trọng Xác định góc nghiêng thang = 26o56’ → cos = 0.894 3.3.1 Tĩnh tải Tĩnh tải cầu thang bao gồm tải trọng lớp cấu tạo Cấu tạo cầu thang hình: Hình 3.2 Các lớp cấu tạo cầu thang Bảng 3.1: Tĩnh tải chiếu tới Cấu tạo sàn thường Gạch ceramic Lớp vữa lót Bản BTCT Lớp vữa trát trần Bề dày m 0.010 0.020 0.150 0.015 Trọng lượng riêng tiêu chuẩn kN/m3 20 18 25 18 Tĩnh tải tiêu chuẩn kN/m2 0.20 0.36 3.75 0.27 Tổng Hệ số độ tin cậy 1.2 1.3 1.1 1.3 Tĩnh tải tính tốn kN/m2 0.240 0.468 4.125 0.351 5.52 Đối với thang nghiêng Bảng 3.2: Chiều dày tương đương của lớp cấu tạo Chiều dày lớp đá hoa cương Chiều dày lớp vữa xi măng Phương ngang δi m 0.02 Phương nghiêng td (lb h b )i cos lb m 0.0274 Phương ngang δi m 0.02 Phương nghiêng td (lb h b )i cos lb m 0.0274 Chiều dày lớp bậc thang gạch theo phương nghiêng m 0.074 Bảng 3.3: Tĩnh tải thang Chiều Trọng dày lớp lượng riêng STT Cấu tạo δi γi m m kN/m3 Đá hoa cương 1.2 0.0274 24 Vữa lót xi măng 1.3 0.0274 18 Bậc thang 1.3 0.0740 18 Bản BTCT 1.1 0.1500 25 Vữa trát xi măng 1.3 0.0150 18 Tổng trọng lượng theo phương đứng qđứng Tổng trọng lượng phương đứng có kể đến lan can: 0.27 kN/m 3.3.2 Hoạt tải Đối với chiếu nghỉ: Hệ số vượt tải ni Bề rộng Trọng lượng gbt kN/m 0.789 0.641 1.732 4.125 0.351 7.638 7.908 p n �p tc �1m 1.2 �3 �1 3.6 kN/m Đối với thang nghiêng: p n �p tc �1m �cos 1.2 �3 �� 0.87 3.132 kN/m 3.3.3 Tổng tải trọng Bảng 3.4: Tổng tải trọng tính tốn Tĩnh tải tính STT Loại tốn gtt (kN/m) Bản thang 7.908 Bản chiếu tới 5.52 3.4 Hoạt tải tính tốn ptt (kN/m) 3.132 3.6 Tổng tải trọng tính tốn qtt = gtt + ptt (kN/m) 11.04 9.12 Sơ đồ tính nội lực hd 400 2.67 � hb 150 Chọn sơ đồ tính hai đầu khớp hình Hình 3.3: Sơ đồ tính cầu thang Hình 3.4: Tải trọng tác động vào vế thang Hình 3.5: Biểu đồ momen vế thang Hình 3.6: Phản lực gối Phân phối lại momen gối nhịp: Mg = 0.4×48.08=19.23 (kN.m) Mn = 0.7×48.08= 33.66 (kN.m) 3.5 Tính tốn thiết kế thang Vật liệu sử dụng Bê tông: B25 → Rb = 14.5 Mpa, Rbt = 14.5 Mpa, b = 1.00 Cốt thép: AI → Rs= 225 Mpa, α R=0.439, ξR=0.651 Cốt thép: AIII → Rs= 365 Mpa, α R=0.421, ξR=0.604 Tính tốn cốt thép Trình tự tính tốn sau: αm = ξγ R bh M , ξ = 1- 1-2α m , A s = b b o , m � R , � R γ b R b bh o Rs Chọn lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm ta giả thiết a = 20 mm Với: b = 1000 mm; ho = 150 - 20 = 130 mm Hàm lượng thép: μmin=0.1 % , μmax=2.4% Kết tính tốn cốt thép theo bảng sau: Bảng 3.5: Kết tính tốn cốt thép cầu thang Kí hiệu M (KN.m) m As (cm2) μ (%) Bố trí Asbt (cm2) Nhịp Mn 33.66 0.13736 0.1484 7.5622 0.5894 Ø12a150 7.54 Gối Mg 19.23 0.07847 0.0818 6.8548 0.5273 Ø10a110 7.14 3.6 Tính tốn thiết kế dầm cầu thang (dầm chiếu nghỉ) 3.6.1 Tải trọng tác động vào dầm chiếu nghỉ Tải trọng thang truyền vào: q1=30.05 (kN) Tải trọng tường: q2 n �bt �h � t 1.2 �0.2 �3.5 �1.8 1.5(kN / m) Tải trọng thân : q3= 0.2×0.2×1.1×25=1.1 (kN/m) Tổng tải trọng tác dụng: q=30.05+1.5+1.1=32.65(kN/m) 3.6.2 Sơ đồ tính nội lực dầm chiếu nghỉ Hình 3.7: Sơ đồ tải trọng Hình 3.8: Momen dầm chiếu nghỉ Hình 3.9 lực cắt dầm chiếu nghỉ 3.6.3 Tính tốn thép Thép dọc Vật liệu: thép AIII, thép AI, bê tông B25 Chọn a=30(mm) => h0= 400-30=370(mm) αm = ξγ R bh M , ξ = 1- 1-2α m , A s = b b o , m � R , � R γ b R b bh o Rs Hàm lượng thép: μmin=0.1 % , μmax=2.4% Kết tính tốn cốt thép theo bảng sau: Bảng 3.5: Kết tính tốn cốt thép dầm chíu nghỉ Kí hiệu M (KN.m) m As (cm2) μ (%) Bố trí Asbt (cm2) Nhịp Mn 21.77 0.05483 0.0564 1.6588 0.2242 2Ø12 2.26 Gối Mg 43.53 0.10964 0.1164 3.4225 0.4625 2Ø16 4.02 Cốt đai Chọn côt thép làm cốt dai: dws=6, số nhánh n=2, Rsw=175Mpa, chọn khoảng cách cốt đai s=200 mm: A 28.3 qsw Rsw n w 175 �2 � 49.48 s 200 Khả chịu cắt cốt đai bê tông: Qwb b 2 b Rbt bh02 qsw 1.05 �103 �0.2 �0.37 �49.48 37.7 kN