tính toán thiết kế nhà cao tầng ( viện y học các bệnh lâm sàn nhiệt đới ), chương 14 docx

Chng 14: tính toán thang bộ điển
hình
a. Cấu tạo cầu thang tầng điển hình (bản vẽ trang bên)
Cầu thang là cầu thang hai vế dạng bản. Chiều cao tầng điển hình
là 3.9m.
Chọn sơ bộ bề dày bản thang là h
b
= 120mm. Một vế thang có bậc
thang, đ-ợc xây bằng gạch
Kích th-ớc một bậc thang: Chiều dài 1 = 1540mm; chiều cao h =
150mm; Chiều rộng b = 380mm
b- Xác định tải trọng tác dụng lên bản thang và chiếu nghỉ
Bản chiếu nghỉ
Tĩnh tải tác dụng lên bản thang và chiếu nghỉ
Các lớp
Chiều
dày (m)

(kg/m
3
)
Hệ số
v-ợt tải
Tải trọng
tính toán
Tổng
cộng
Lớp Granitô 0.015 2000 1.1 33
Lớp vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4
Bản bê tông cốt thép 0.10 2500 1.1 275
Vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4

427.8
Hoạt tải: Hoạt tải tiêu chuẩn p
tc
= 300 kG/m
2
Hoạt tải tính toán p
tt
= 1,2 x 300 = 360 kG/m
2
Tổng tải tác dụng lên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ:
q = p
tt
+ g
tt
= (427.8+360) x1 = 787.8 kG/m
Bản thang: Đổi trọng l-ợng bản thân các bậc thang thành bản t-ơng
đ-ơng có chiều cao:
m
l
ah
l
S
h
td
07.0
408
.
0
15.038.05.05.0





Tĩnh tải tác dụng lên bản thang
Các lớp
Chiều
dày
(m)

(kg/m
3
)
Hệ số
v-ợt tải
Tải
trọng
tính
toán
Tổng
cộng
Lớp Granitô 0.015 2000 1.1 33
Lớp vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4
Gạch thẻ 0.07 1800 1.1 138.6
Bản bê tông cốt
thép
0.12 2500 1.1 330
Vữa trát 0.015 1800 1.2 32.4
427.8
Hoạt tải : : Hoạt tải tiêu chuẩn p
tc

= 300 kG/m
2
Hoạt tải tính toán p
tt
= 1.2 x 300 = 360 kG/m
2
Tổng tải tác dụng lên 1m bề rộng bản thang:
q = p
tt
+ g
tt
= (599.4+360) x1 = 959.4 kG/m
c. Sơ đồ tính và nội lực bản cầu thang
Để tính toán nội lực và bố trí cốt thép cho bản thang, ta giả thiết cắt
bản thang thành dải có bề rộng 1m và xem nh- dần có sơ đồ tính
nh- sau:
Chuyển về tải phân bố đều có ph-ơng vuông góc với trục của bản
thang.
q
tđ
= q x cos
Giá trị mô men tại giữa bản thang:
kGm
qllq
lq
M
td
3022
cos
8

cos
8
cos
8
2
2
2
2




d. TÝnh to¸n, bè trÝ cèt thÐp b¶n thang
TÝnh to¸n nh- cÊu kiÖn chÞu uèn cã tiÕt diÖn :
ChiÒu réng : b = 100cm
ChiÒu cao : h = 12 cm
ChiÒu dµy líp b¶o vÖ lµ 1.5cm.
Chiều cao làm việc h
0
= 12 - 1.5 = 10.5 cm
Tính toán diện tích cốt thép chịu mômen M = 3520 Kg.m
2
0
22
0
99.13
5.10356.02800
1003520
856.0)211(5.0
3.0246.0

5.10100130
1003520
cm
hR
M
F
A
bhR
M
A
a
a
n











Chọn 914a120 có F
a
= 13.85 cm
2
.
Cốt ngang của bản thang chọn theo cấu tạo

8a200
e. Tính toán và bố trí cốt thép bản chiểu nghỉ:
Sơ đồ tính: Bản kê bốn cạnh có kích th-ớc nh- sau:
+5850
+7800
Tính toán diện tích cốt thép:
2
0
22
0
07.1
5.10987.02800
100310
;987.0)211(5.0
;3.0026.0
5.10100110
100310
cm
hR
M
F
A
bhR
M
A
a
a
n

Cốt thép ngang chọn 810 a 150 có F
a
= 6.28cm
2
.
Thép gối : lấy
8 a 200 có F
a
=2.5cm
2
Cốt dọc của bản chiếu nghỉ chọn theo cấu tạo 10 a200.
Tính toán dầm nghỉ
Sơ đồ tính của dầm chiếu nghỉ là dầm đơn giản 1 nhịp chịu
lực tác dụng của bản thang và bản chiếu nghỉ truyền vào, tác dụng
của trọng l-ợng bản thân
Sơ đồ dồn tải vào dầm chiếu nghỉ:
Tải phân bố đều trên dầm chiếu nghỉ là:
q= 959.4 x 2.805 + 787.7 x 1.155 + 0.3 x 0.2 x 2500 x 1.1 =
3766kG/m
Giá trị mô men lớn nhất trên dầm chiếu nghỉ là :
kGm

ql
M 6100
8
2

Tính toán nh- cấu kiện chịu uốn có tiết diện : Chiều rộng : b =
20cm
Chiều dài : h = 30 cm; Chiều dày lớp bảo vệ là a = 2.5cm
Chiều cao làm việc:
h
0
= 30 - 2.5 = 27.5cm
Tính toán diện tích cốt thép:
2
0
0
22
0
78.9
5.2781.02800
1006100
81.0)211(5.0
412.031.0
5.2720130
1006100
cm
hR
M
F
A

A
bhR
M
A
n
a
n











Chọn 225 F
a
= 9.82cm
2
.
Tính toán cốt đai cho dầm chiếu nghỉ.
Lực cắt lớn nhất trong dầm:
kG
ql
Q 8.6778
2
6,33766

2


Để đảm bảo bê tông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng
suất nén chính cần phải thoả mãn điều kiện:
Q
max
k
0
.R
n
.b.h
0
Trong đó : k
0
: hệ số, với bê tông Mác 300 thì k
0
= 0,35
Vế phải : VP = 0.35 x 130 x 20 x 27.5 = 25025 (kG)
Q
max
= 6778.8 (kG) < 25025 (kG)
thoả mãn điều kiện.
Để đảm bảo bê tông đủ khả năng chịu cắt d-ới tác dụng của ứng
suất nghiêng:
Q
max
0,6.R
k
.b.h

0
6778.8 (kG) > 0.6 x 10 x 20 x 27.5 = 3300 (kG)
Nh- vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt d-ới tác dụng của ứng
suất nghiêng. Ta cần phải tính toán cốt đai.
Chọn đ-ờng kính cốt đai là 8 thép AI, có diện tích tiết diện là f
d
=
0,503 cm
2
, R
ad
=1800 kg/cm
2
. Số nhánh cốt đai n = 2.
Từ điều kiện đảm bảo khả năng chịu cắt của đai và bê tông:
dkdb
qbhRQQ
2
0max
8
Q
db
là lực cắt trên mặt phẳng nghiêng yếu nhất.
Trong đó:
u
nfR
q
dad
d
(lực cắt cốt đai phải chịu trên 1 đơn vị dài).

Khoảng cách tính toán của cốt đai:
cm
Q
hbR
FnRuu
k
dadtt
68.47
8.6778
5.2720108
503,021800
8

2
2
2
2
0



Để tránh tr-ờng hợp phá hoại theo tiết diện nghiêng nằm giữa 2 cốt
đai, khi đó chỉ có bê tông chịu cắt. Điều kiện c-ờng độ là:
u
hbR
QQ
k
b
2
0

2
Khoảng cách giữa 2 cốt đai:
).(62.44
8.6778
5.2720102
2
2
2
0
max
cm
Q
hbR
uu
k



- Tiêu chuẩn thiết kế quy định khoảng cách cốt đai phải nhỏ hơn
khoảng cách cấu tạo:
u
ct

2
h
và 15 : u
ct
= 15 (cm).
Chọn cốt đai 8 a150 đặt ở khoảng 1/41 tính từ đầu dầm, cốt đai
8 a150 đặt ở khoảng 1/21 tại giữa dầm. Cấu tạo xem bản vẽ kết

cấu.
Đặt cốt thép
10 a 150 F
a
=5.23cm
2