thiết kế cầu thang bộ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
CẤU TẠO CẦU THANG

CÁC LỚP CẤÂU TẠO CHIẾÙU NGHỈ VÀ THÂN THANG
Kích thước của cầu thang:
 Chiều cao bậc : 164mm
 Bề rộng mặt bậc : 270 mm
 Mặt mậc lát gạch ceramic
 Bề rộng thân thang : 1100mm
 Bề rộng chiếu nghỉ : 1200mm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
Tải trọng trên bản chiếu nghỉ
Tónh tải
Trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo
STT Tên lớp
1 Gạch ceramic
2 Lớp vữa lót
3 Bản sàn BTCT
4 Lớp vữa trát
Tổng tải tính toán
Hoạt tải sử dụng
Theo TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động - Bảng 3 - mục 15: sảnh, phòng giải lao, cầu

thang, hành lang thông phòng: p
tc
= 300 daN/m
2
⇒ p
tt
= p
tc
× n
p
= 300 × 1,2 = 360 (daN/m
2
)
Tổng tải trọng tính toán tác dụng trên bản chiếu nghỉ : q
1
= 805,6 daN/m
2
Tải trọng tác dụng trên bản thang
Xác đònh góc nghiêng của bản thang
164
arctan arctan 31.3
270
b
b
h
l
α
 
 
= = ≈

 ÷
 ÷
 
 
o
Xác đònh chiều dày tương đương của các lớp cấu tạo
+ Lớp gạch ceramic:
( ) ( )
( )
1
1
cos 0.27 0.164 0.01 0.845
0.0137
0.27
b b
b
l h
m
l
δ α
δ
+ + × ×
= = =
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
+ Lớp vữa lót:
( ) ( )

( )
2
2
0.27 0.164 0.03 0.854
0.041
0.27
b b
b
l h
m
l
δ
δ
+ + × ×
= = =
+ Bậc gạch thẻ:
( )
3
3
0.164
cos 0.854 0.07
2 2
h
m
δ α
= = × =
+ Bản BTCT:
( )
4 4
0.12h m

δ
= =
(mm)
+ Vữa trát:
( )
5 5
0.015h m
δ
= =
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
STT lớp
1
2
3
4
5
6
Tổng tải tính toán
Hoạt tải sử dụng
Theo TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động - Bảng 3 - mục 15: sảnh, phòng giải lao, cầu
thang, hành lang thông phòng: p
tc
= 300 daN/m
2
⇒ p
tt

= p
tc
× n
p
= 300 × 1,2 = 360 (daN/m
2
)
Tổng tải trọng tính toán tác dụng trên bản thang : q
2
= 980 daN/m
2
SƠ ĐỒ TÍNH VÀ XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
Sơ bộ kích thước dầm chiếu tới và dầm chiếu nghỉ
Chiều cao dầm:
( )
   
∈ ÷ = ÷ × → =
 ÷  ÷
   
1 1 1 1
h L 240 0 h 300 mm
13 10 13 10
Bề rộng dầm:
( )
 
∈ ÷ × → =
 ÷
 
1 1
b h b 200 mm

3 2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
Vậy tiết diện dầm cầu thang sơ bộ là:
( )
× = ×
b h 200 300 mm
= = <
d
s
b
300
2.5 3
h 120
⇒ gần đúng xem liên kết giữa bản thang với dầm là liên kết khớp.
Cắt 1 dải bản có bề rộng b=1m để tính.
R
A
R
B
A
B
L =2700 L =1200
q =9.8 kN/m
2
q =8.06 kN/m
1

12
R
C
R
D
C
D
q =9.8 kN/m
q =8.06 kN/m
1
2
L =2700 L =1200
12
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
Sơ đồ tính

Sơ đồ tính vế thang 1 Sơ đồ tính vế thang 2
Tiến hành tính toán nội lực bằng phần mềm SAP2000 cho vế thang 1.
Nội lực của vế thang 2 tương tự như của vế thang 1.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
TÍNH CỐT THÉP CHO 2 VẾ THANG
Do 2 vế của bản thang giống nhau nên chỉ tính toán cho 1 vế, vế còn lại bố trí thép tương

tự. Bản thang được tính như cấu kiện chòu uốn. Giả thuyết a = 20mm ⇒ Chiều cao tính toán
là h
o
= h – a = 12 - 2 = 100 (mm). Bề rộng tính toán của dải bản là b = 1000 mm.
Vật liệu sử dụng cho bản:
Bê tông B25
Cốt thép AII (Φ≥10)
R
b
(daN/cm
2
)
R
bt
(daN/cm
2
)
E
b
(daN/cm
2
)
R
s
(daN/cm
2
)
R
sc
(daN/cm

2
)
E
s
(daN/cm
2
)
145 10.5
30×10
4
2800 2800
21×10
5
Bản thang tính theo cấu kiện chòu uốn, bài toán đặt cốt đơn. Tuy mômen chỉ xuất hiện ở
bụng dưới của bản thang nhưng khi tính toán cần phân phối mômen lại cho gối để hợp lý
với trạng thái làm việc của bản như sau:
+ Mômen ở nhòp: M
nh
= 0.7×M
max
= 15.37 (kNm)
+ Mômen ở gối: M
g
= 0.4×M
max
= 8.8 (kNm)
Công thức tính toán:
Với M là momen tại vò trí tính thép ⇒
2
. .

m
b o
M
R b h
α
=
. Nếu
0.432
m R
α α
< =
( )
m
αξ
211
−−=⇒
Diện tích cốt thép yêu cầu
S
bb
S
R
hbR
A
0
××××
=
λξ
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
[ ]
min max

0.05% 2.24%
s R b
o s
A R
bh R
α
µ µ µ
   
= ≤ = < = =
   
   
Khi
min min
. .
S o
A b h
µ µ µ
< ⇒ =
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
Kết quả tính toán cốt thép chòu lực:
MOMEN a
kNm mm
21.96 20
18.55 20
Cốt thép theo phương ngang của bản thang lấy theo cấu tạo : φ8a200.
TÍNH DẦM CHIẾU NGHỈ

Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ
Trọng lượng bản thân dầm:

( ) ( ) ( )
1.1 2.5 0.2 0.3 0.12 0.1
bt d d s
q n b h h kN m
γ
= × × × − = × × × − =
Phản lực do bản thang truyền vào (tính trên 1m dài dầm)

( )
1 2
19.51
2
V V
V kN
+
= =
Tường dày 200 xây trên dầm cao 1200mm :
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3

( )
1.1 3.3 1.2 4.34
t t
q n h kN

γ
= × × = × × =
Tổng tải trọng tác dụng lên dầm là
( )
0.1 19.51 4.34 20.85
bt t
q q q V kN m= + + = + + =
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
c) Xác đònh nội lực
Gần đúng xem dầm CN liên kết khớp với cột, sơ đồ tính là dầm đơn giản.
Nhòp tính toán lấy từ trục cột đến trục cột.
Mômen:
nh
M
= 15.012 (kNm)
Lực cắt :
max
Q
= 25.02 (kN)
a) Tính toán cốt thép dọc cho dầm
Tính toán tương tự như bản thang: dầm là cấu kiện chòu uốn.
Giả thiết a = 25 mm ⇒ ho = h
d
– a = 300 – 25 = 275 (mm)
Tiết diện
Nhòp

Cốt thép ở gối ta chọn 2φ12
b) Tính toán cốt thép đai cho dầm chiếu nghỉ.
- Cấp độ bền BT B25 có R
b
= 14,5 MPa; R
bt
= 1,05 MPa; E
b
= 30 x10
3
MPa
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG KHÓA 2009-2014
SV : TRƯƠNG VŨ NGUYÊN KHÔI
GVHD: KS. NGUYỄN ĐÌNH NGHĨA
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH TỪ TẦNG 2 LÊN TẦNG 3
- Nhóm thép: CI R
sw
= 175 MPa; E
s
= 21 x10
4
MPa; a = E
s
/E
b
= 7,00
Q
max
a h h

o
b Chọn cốt
đai
s
ct
M
b
s
max
s
tt1
s
tt2
s
bt
m
w
j
w1
daN c
m
c
m
cm c
m
n f
s
w
A
sw

cm daNc
m
cm cm cm c
m
2.50
2
3 30 27,
5
20
2 6 0,56
5
15,
0
3176
25
55,
0
200,
8
15,
7
15 0,00
19
1,06
60
Vậy ta chọn đoạn gần gối (L/4): 6a150; trong đoạn L/2 giữa nhòp u ≤
min(3h/4 ; 500mm): chọn 6a200.